Prova di Pressione Idraulica: Definizione e Procedura Dettagliata

In questo articolo di Inforedil Accademia, leader nella formazione della termotecnica, vediamo come la prova di pressione si applica a sistemi sia aperti che chiusi (acqua o miscela acqua-glicole). Nella prima fase si verifica l’ermeticità dell’impianto, nella seconda la sua resistenza. Entrambe possono essere eseguite in un unico ciclo di prova.

Scelta del Fluido e Preparazione dell'Impianto

La scelta del fluido per la prova dipende dal tipo di installazione e dalla messa in funzione prevista. L’impianto o il tratto da testare dev’essere riempito con acqua secondo la direttiva SITC BT102-01, se necessario aggiungendo un prodotto antigelo. Per eseguire correttamente la prova, l’impianto dev’essere riempito lentamente e spurgato completamente. Durante il riempimento dell’impianto occorre verificare costantemente che non vi siano perdite.

Esecuzione della Prova di Tenuta

Per la prova si devono usare strumenti di misurazione tarati, in grado di visualizzare variazioni di pressione di 0,1 bar. La prova di tenuta viene eseguita con una pressione di almeno 0,15 bar. Per almeno 10 minuti, il manometro non deve rilevare cali di pressione.

Prova di Resistenza

Dopo la prova di tenuta, si passa alla prova di resistenza applicando una pressione non superiore a 1,3 volte la pressione di esercizio (pfin). Non bisogna mai superare le pressioni di prova massime previste per eventuali componenti speciali (ad es. compensatori, ammortizzatori). La prova deve durare almeno 6 ore. Se sono presenti tubi di plastica, occorre considerare la dilatazione dovuta all’aumento della pressione. La pressione non deve scendere. Si deve attendere il raggiungimento dello stato di compensazione e stabilità termica.

Prova di Pressione Pneumatica: Un'Alternativa

Questa procedura è tuttavia più dispendiosa e più pericolosa rispetto a una prova di pressione con acqua. Perciò, È di estrema importanza rispettare alcune norme per garantire la sicurezza durante lo svolgimento della prova di pressione pneumatica.

Documentazione della Prova

La prova di pressione va documentata in un verbale, una copia del quale dev’essere consegnata al committente. I valori seguenti costituiscono i dati minimi da riportare.

Sicurezza Durante le Prove di Pressione

A soffermarsi in questi termini sulla sicurezza delle prove di pressione è la premessa di un nuovo documento realizzato dal Dipartimento innovazioni tecnologiche e sicurezza degli impianti, prodotti e insediamenti antropici (DIT) dell’Inail. Questo documento è meglio conosciuto come “L’esecuzione in sicurezza delle prove di pressione condotte su attrezzature in esercizio”. Nel documento - a cura di Canio Mennuti e Giuseppe Augugliaro (DIT) - si ricorda che il principale pericolo derivante da una prova di pressione “è rappresentato dall’improvviso e involontario rilascio dell’energia immagazzinata nell’attrezzatura sottoposta a test”. Inoltre si segnala che durante l’esecuzione del test “il rischio connesso aumenta con l’aumentare della pressione che può causare la possibile fuoriuscita di fluido da giunti, raccordi, flange, valvole e altri accessori, con eventuale proiezione di parti o frammenti di tali componenti”.

Rischi delle Prove Idrauliche e Pneumatiche

Nella premessa del documento Inail - a cura di Canio Mennuti e Giuseppe Augugliaro (DIT) - si ricorda che, in sede di esercizio, “l’allestimento di una prova idraulica può essere estremamente problematico in quanto, preliminarmente alla prova di pressione, è necessario valutare l’idoneità e la stabilità delle strutture di supporto rispetto al peso dell’acqua di riempimento, svuotare e bonificare l’attrezzatura; successivamente alla prova sarà inoltre necessario smaltire il fluido utilizzato, eliminare l’umidità residua per evitare l’innesco di fenomeni di corrosione, ecc”. E queste problematiche “tendono a divenire sempre più critiche con l’aumentare della capacità dell’attrezzatura”.

Per questi motivi ragioni “è molto frequente optare per una prova di pressione con gas (o pneumatica) utilizzando, se possibile, lo stesso fluido contenuto nell’attrezzatura”. In tal modo - continua il documento - “si evitano la maggior parte dei rischi prima menzionati ma, per contro, se ne introducono di nuovi quali ad esempio la maggiore pericolosità di questo tipo di test (energia potenziale notevolmente superiore rispetto alla prova di pressione idrostatica a parità di temperatura e pressione, possibile fuoriuscita di fluidi tossici, esplosivi, infiammabili, comburenti) unitamente alla necessità di monitoraggio con altri metodi di Controllo Non Distruttivo (CND) al fine di migliorarne il grado di affidabilità”.

Raccomandazioni Generali per la Sicurezza

Il documento segnala che dal punto di vista della sicurezza di una prova di pressione “l’obiettivo è, se possibile, eliminare i pericoli ovvero di mitigarne il rischio associato”. E proprio con questo obiettivo, a puro titolo indicativo, il documento fornisce “alcune raccomandazioni di carattere generale:

È opportuno che la prova a pressione sia condotta in un luogo sicuro, idoneo allo scopo. Le dimensioni del luogo sicuro o della zona di sicurezza dipendono dal tipo di test e dalle pressioni coinvolte;
Nel caso in cui non sia possibile proteggere la postazione di lavoro con barriere, gabbie o altri mezzi adeguati occorre verificare che la procedura di prova faccia riferimento ai rischi specifici del caso e alle relative misure da intraprendere per la loro eliminazione o mitigazione;
Quando la prova prevede valori elevati di pressurizzazione tali da non poter individuare un luogo sicuro nelle immediate vicinanze dell’attrezzatura stessa, la prova dovrebbe essere monitorata da una postazione remota con adeguati strumenti di registrazione del tempo e della pressione;
La pressione di prova deve essere applicata gradualmente per evitare shock all’attrezzatura sottoposta a prova; il manometro di controllo della pressione dovrebbe essere visibile dalla postazione dell’operatore addetto alla pressurizzazione;
Non sottoporre a urti l’attrezzatura durante la prova di pressione (ad esempio colpendola con un martello);
La temperatura del fluido di prova non deve essere inferiore a quella specificata nella procedura per evitare la possibilità di rottura fragile;
La procedura di prova deve specificare le precauzioni da adottare per la salvaguardia dai rischi derivanti dalla possibile espansione del fluido di prova durante il test. In particolare se la pressione di prova deve essere mantenuta per un determinato periodo di tempo dovrebbero essere prese precauzioni aggiuntive per evitare una sovrappressione eccessiva dovuta all’espansione del fluido (ad esempio installando sull’attrezzatura da provare dei dispositivi di sicurezza contro la sovrappressione);
L’ispezione visiva ravvicinata dell’attrezzatura deve essere eseguita solo quando la pressione non supera il livello di pressione di progetto; per i test di pressione pneumatica la pressione deve essere ridotta al livello del test di tenuta (stabilito dalla norma e/o standard di riferimento);
I giunti e le connessioni dei tubi flessibili soggetti alla pressione devono essere adeguatamente fissati per evitare lesioni dovute a scuotimenti in caso di guasto; quando viene rilevata una perdita nei giunti o nei raccordi, oppure sull’attrezzatura sottoposta a test o sull’apparecchiatura di prova stessa, la pressione deve essere ridotta alla pressione atmosferica prima di qualsiasi intervento correttivo;
Quando la prova di pressione viene svolta per verificare la pressione di taratura di valvole di sicurezza, lo scarico e le eventuali tubazioni di convogliamento devono essere preventivamente esaminate per individuare possibili ostruzioni o situazioni di pericolo;
I necessari dispositivi di protezione individuale, se applicabili, devono essere indossati dall’ispettore e da tutti gli addetti all’esecuzione del test che lavorano all’interno dell’area di prova”.

Precauzioni Specifiche per la Prova Idraulica

Riprendiamo le precauzioni specifiche per la prova idraulica:

Quando l’acqua viene utilizzata come fluido di prova, la temperatura durante il test non deve essere inferiore a 7 °C per evitare la possibilità di danni provocati dalla bassa temperatura. Quando si esegue una prova di pressione con acqua a una temperatura ambiente inferiore a 0 °C, è necessario verificare che il fluido di prova, i manometri e le linee di collegamento non possano congelare;
Attrezzatura sottoposta a prova deve essere completamente riempita con il fluido da utilizzare come mezzo di prova. Laddove, a causa della progettazione dell’attrezzatura in prova, non sia possibile eliminare tutte le sacche di aria/gas occorre prendere in considerazione le precauzioni aggiuntive indicate di seguito per le prove pneumatiche;
L’effetto del peso del fluido di prova sull’attrezzatura sottoposta a test e qualsiasi struttura o fondazione di sostegno devono essere presi in considerazione in modo particolare;
Se come fluido di prova si utilizza un liquido diverso dall’acqua, ad es. un combustibile, dovrebbero essere considerati anche i pericoli specifici di quel fluido”.

Precauzioni Specifiche per la Prova Pneumatica

Veniamo, infine, alle precauzioni specifiche per la prova pneumatica:

A causa del potenziale dovuto agli alti livelli di energia immagazzinata, il volume interno di tutti i componenti da sottoporre a test pneumatici deve essere ridotto al minimo isolando determinate sezioni o testando i componenti singolarmente. In alternativa, si deve prendere in considerazione l’uso di un fluido non comprimibile;
Quando l’ attrezzatura sottoposta a prova ha un volume considerevole, è necessario prendere in considerazione gli effetti delle onde d’urto e della proiezione di parti o frammenti di attrezzatura o suoi accessori in caso di guasto catastrofico. La procedura di prova dovrebbe specificare una zona limitata opportunamente dimensionata come luogo sicuro per il personale a qualunque titolo coinvolto nel test;
Il riempimento e lo svuotamento delle parti o dei componenti dell’attrezzatura sottoposta a test deve essere controllato per evitare la possibilità di frattura fragile locale a causa del raffreddamento da efflusso. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, mantenendo le portate costanti attraverso gli ingressi o gli ugelli di scarico utilizzando valvole di controllo del flusso”.

Ricordiamo, in conclusione, che al documento è allegata anche un esempio di checklist di controllo per l’esecuzione in sicurezza della prova di pressione.

Prova di Tenuta Gas: Normativa e Procedure

Qualunque sia il fluido che scorre all’interno delle tubazioni appena realizzate è infatti importante verificare che non ci siano perdite, onde evitare di dover risolvere più tardi spiacevoli inconvenienti, sopportando, nel migliore dei casi, le lamentele di un cliente infuriato. E nel caso di una tubazione che trasporta gas, sia esso metano o GPL, i rischi sono ancora maggiori, trattandosi di sostanze infiammabili e, in specifiche concentrazioni, esplosive, che, in caso di incidente possono causare gravi lesioni o anche la morte di diverse persone.

Vediamo quindi, proprio nel caso di gas combustibili, come la normativa prescrive di operare. Per impianti con P<35 kW, tale prova deve essere eseguita secondo quanto descritto nella UNI 7129, per impianti di nuova realizzazione, e secondo la UNI 11137-1, per impianti pre-esistenti.

Ma, come anticipato, può essere necessario eseguire una prova di tenuta anche su impianti pre-esistenti. Questo accade quando vi è un persistente odore di gas, avviene la sostituzione di un apparecchio, cambia il tipo di gas, si riattivano impianti inattivi da oltre 12 mesi. In questi casi si seguono le prescrizioni della UNI 11137 che, prima di eseguire la prova di tenuta vera e propria, ammette una verifica preliminare, che si compone di una verifica con il contatore o di una verifica con la caduta di pressione. Se questa verifica ha esito positivo, non è necessario eseguire la prova di tenuta.

Nel primo caso, si ricercano eventuali perdite mediante la lettura del contatore di gas, a determinati intervalli di tempo (15 min). La verifica con il metodo della caduta di pressione può invece essere eseguita solo su impianti con volume interno fino a 18 dm3 (contatore escluso). Si considera accettabile una perdita di 100 Pa in 1 minuto per il gas naturale e 2,5 minuti per il GPL. Se queste verifiche non danno esito positivo occorre eseguire la verifica di tenuta standard.

Perdita ≤ 1 dm3/h: tenuta idonea al funzionamento.
1 dm3/h < Perdita ≤ 5 dm3/h: tenuta idonea al funzionamento temporaneo. È obbligatorio l’adeguamento entro 30 giorni.
Perdita > 5 dm3/h: tenuta non idonea al funzionamento. L’impianto è pericoloso e deve essere messo fuori servizio.

Come si esegue una prova di tenuta impianto gas

La prova di tenuta dell'impianto a gas viene eseguita da un tecnico o un installatore qualificato che per effettuare la verifica dovrà misurarne la pressione. Dopo circa 15 minuti, ovvero quando la pressione si sarà stabilizzata, effettua una prima lettura tramite un manometro. A un quarto d’ora dalla prima lettura procederà a una seconda effettuando così un monitoraggio della pressione: una diminuzione significativa della pressione potrebbe indicare la presenza di una fuga di gas.

La verifica può essere effettuata con due diversi metodi. La verifica della tenuta con metodo indiretto viene effettuata tramite strumenti in grado di rilevare la caduta di pressione nell’unità di tempo nel caso di eventuali perdite: in questo caso le dispersioni dell’impianto in dm3 /h sono calcolate in relazione al volume dell’impianto. La verifica della tenuta col metodo diretto consiste nella rilevazione delle perdite attraverso l’uso di strumenti capaci di rilevare direttamente la portata di gas disperso.

Quando è obbligatoria una prova di tenuta

A stabilirlo è la normativa di riferimento che definisce anche i termini e i parametri entro i quali effettuare una prova tenuta. In genere viene richiesta per impianti domestici alimentati a metano o GPL dove gli apparecchi installati hanno tutti una singola portata termica inferiore a 35 kW (UNI 7129/08).

Il costo medio per la prova di tenuta di un impianto del gas oscilla tra i 60 e i 200 euro: la spesa varia in base alla regione in cui si vive, alla dimensione dell'impianto, alla complessità del sistema e al fornitore scelto.

Pressione di Esercizio Massima Consentita (MAWP)

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.

Test di Pressione Specifici

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. 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.

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'. «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 di resistenza viene spesso eseguita solo nella zona che è stata riparata.

Una volta completato il test di resistenza secondo lo standard EN378, è possibile effettuare il test di tenuta. 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. Per soddisfare gli standard EN378, questa pressione di prova deve essere mantenuta per almeno 1 ora.

La PED, ovvero la Direttiva di sicurezza per le apparecchiature in pressione, e' una delle norme di sicurezza piu' antiche.

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