Prüfung von Sicherheitsventilen: Überprüfung des Kalibrierdrucks, Dichtheitsprüfung und praktischer Leitfaden für die Rezertifizierung.

1. Ambito e scopo

Questa guida alla manutenzione fornisce una procedura completa e applicabile sul campo per il collaudo, la verifica e la ricertificazione delle valvole di sicurezza (SRV) e delle valvole di sovrapressione (PRV) nei sistemi industriali. L’ambito di applicazione comprende la verifica della pressione di taratura, il test di tenuta della sede e il processo formale di ricertificazione, essenziale per il mantenimento dell’integrità operativa e della conformità normativa. Questa procedura è applicabile ai dispositivi di sovrapressione a molla, a comando pilota e a soffietto, comunemente utilizzati nei settori di processo quali, a titolo esemplificativo, quello petrolchimico, della produzione di energia e manifatturiero.

Lo scopo principale di questa guida è garantire che tutti i dispositivi di sicurezza per la sovrapressione funzionino correttamente e in modo affidabile per proteggere il personale, le attrezzature dell’impianto e l’ambiente da eventi di sovrapressione. Test e ricertificazioni periodiche sono fondamentali per la conformità agli standard internazionali, come la Sezione VIII del Codice ASME per caldaie e recipienti a pressione (BPVC), gli standard API 520/521/527 e le linee guida NFPA. L’adesione a questa procedura garantisce che i dispositivi di sicurezza si attivino con precisione alle pressioni di taratura designate, mantengano una tenuta adeguata delle sedi e siano idonei per un servizio continuativo.

2. Precauzioni di sicurezza

AVVISO DI SICUREZZA CRITICO: La manutenzione delle valvole di sicurezza comporta rischi significativi. Il mancato rispetto di questi protocolli di sicurezza può causare lesioni gravi, decessi o danni catastrofici alle apparecchiature.

• BLOCCO/ETICHETTATURA (LOTO): Procedura obbligatoria prima di iniziare qualsiasi lavoro sui sistemi di sicurezza per la sovrapressione. Assicurarsi che tutte le fonti di energia (pressione, termica, elettrica, meccanica) siano isolate, disattivate e bloccate/etichettate in conformità con la norma OSHA 29 CFR 1910.147 e le procedure LOTO specifiche dell’impianto. Verificare lo stato di energia zero utilizzando apparecchiature di prova appropriate.
• DISPOSITIVI DI PROTEZIONE INDIVIDUALE (DPI): Indossare sempre i DPI appropriati. Questi includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo: indumenti ignifughi (conformi alla norma NFPA 2112), elmetto (ANSI Z89.1), occhiali di sicurezza o visiera integrale (ANSI Z87.1), protezioni per l’udito (ANSI S3.19), guanti resistenti agli agenti chimici (ad esempio, in nitrile, Viton) (ANSI/ISEA 105) e calzature di sicurezza con puntale in acciaio (ANSI Z41). Ulteriori DPI specializzati potrebbero essere necessari a seconda delle caratteristiche del fluido di processo (ad esempio, autorespiratore per gas tossici).
• ENERGIA PERICOLOSA: Prestare attenzione all’energia immagazzinata. I sistemi ad alta pressione possono rilasciare energia rapidamente. I fluidi di processo caldi (ad esempio, vapore, liquidi surriscaldati) e le superfici calde delle apparecchiature (superiori a 60 °C / 140 °F) presentano un grave rischio di ustioni.
• MATERIALI PERICOLOSI: Identificare e gestire il fluido di processo (ad es. acidi, sostanze caustiche, gas infiammabili, vapore). Consultare le schede di dati di sicurezza (SDS) per tutti i materiali coinvolti e implementare le necessarie misure di prevenzione delle fuoriuscite, contenimento e protezione delle vie respiratorie.
• CARICHI SOSPESI: Quando si rimuovono o si installano valvole di sicurezza di grandi dimensioni, utilizzare attrezzature di sollevamento certificate e seguire procedure di imbracatura sicure. Assicurarsi di avere punti di sollevamento stabili e zone di caduta libere.
• DEPRESSURIZZAZIONE: Prima di scollegare qualsiasi raccordo flangiato, verificare che il sistema sia completamente depressurizzato e che lo sfiato sia effettuato in un luogo sicuro. Aprire lentamente le valvole di sfiato per rilasciare la pressione residua.

3. Strumenti e materiali necessari

Assicurarsi che tutti gli strumenti siano in buone condizioni di funzionamento, ispezionati prima dell’uso e calibrati ove necessario (ad esempio, chiavi dinamometriche, manometri).

4. Lista di controllo per l’ispezione preliminare alla manutenzione

Prima di mettere fuori servizio la valvola di sicurezza, eseguire un’accurata ispezione visiva e verificare le condizioni del sistema. Questo controllo preliminare consente di individuare potenziali problemi e di garantire che la valvola sia pronta per la manutenzione.

5. Procedura passo passo

5.1. Rimozione della valvola e ispezione iniziale

1. Isolare e depressurizzare il sistema:
   • Verificare che le valvole di intercettazione del processo (valvole di blocco) a monte e a valle siano chiuse e fissate.
   • Sfiatare lentamente la sezione isolata della tubazione fino alla pressione atmosferica. Monitorare i manometri per confermare la presenza di pressione pari a zero.
   • AVVISO DI SICUREZZA CRITICO: Assicurarsi che la pressione del sistema sia ZERO prima di procedere.
   • Implementare la procedura LOTO su tutte le valvole di intercettazione e le relative fonti di energia.

   Errore comune: presumere che le valvole di intercettazione siano a tenuta stagna. Verificare sempre la pressione zero.

2. Prepararsi al sollevamento (se necessario):
   • Per le valvole di peso superiore a 25 kg (55 libbre), fissare saldamente imbracature o catene di sollevamento appropriate ai punti di sollevamento designati.
   • Assicurarsi che l’attrezzatura di sollevamento sia certificata e omologata per il peso della valvola più quello delle tubazioni collegate.
3. Scollegare le tubazioni di ingresso e uscita:
   • Allentare i bulloni della flangia seguendo uno schema a croce per evitare la deformazione della flangia stessa.
   • Scollegare con cautela la valvola dalla tubazione. Utilizzare divaricatori per flange se le flange sono bloccate.
   • Errore comune: dimenticare di sostenere le estremità della valvola o della tubazione, causando sollecitazioni sui componenti adiacenti.
   • Rimuovere le vecchie guarnizioni e pulire accuratamente le superfici delle flange utilizzando un raschietto per guarnizioni e una spazzola metallica. Assicurarsi di rimuovere tutti i residui per evitare di danneggiare le nuove guarnizioni.
4. Ispezione visiva iniziale dei componenti interni:
   • Dopo la rimozione, eseguire un controllo visivo esterno e interno. Verificare la presenza di eventuali corpi estranei, corrosione, erosione o danni evidenti all’ugello, al disco e alle superfici di guida.
   • Annotare eventuali problemi visibili che potrebbero influire sulla pressione di taratura o sulla tenuta stagna.
5. Trasporto al banco di prova:
   • Trasportare con attenzione il veicolo di superficie (SRV) in un’area di prova designata, pulita e controllata.
   • Durante il trasporto, proteggere le superfici flangiate esposte e le parti interne dalla contaminazione.

5.2. Smontaggio, pulizia e ispezione dei componenti

6. Smontaggio della valvola:
   • Smontare con cura la valvola seguendo il manuale del produttore originale (OEM). Prestare particolare attenzione alla compressione della molla e all’orientamento dei componenti.
   • Documentare la configurazione esatta, inclusi i codici dei componenti delle molle e gli eventuali spessori.
7. Pulizia dei componenti:
   • Pulire accuratamente tutti i componenti della valvola (corpo, ugello, disco, molla, meccanismi di guida) utilizzando solventi industriali approvati.
   • Rimuovere tutte le incrostazioni, la corrosione, i detriti e i residui della vecchia guarnizione.
8. Ispezione dettagliata dei componenti:
   • Sedile e disco: Ispezionare le superfici di appoggio per verificare la presenza di vaiolature, graffi, abrasioni o erosione. Utilizzare una lente d’ingrandimento (ad esempio, ingrandimento 10x) per un esame dettagliato. Le superfici devono essere prive di imperfezioni che potrebbero compromettere la tenuta del sedile.
   • Molla: Ispezionare la molla per verificare la presenza di corrosione, deformazione, crepe o segni di rilassamento delle tensioni. Misurare la lunghezza libera e confrontarla con le specifiche del produttore. Il degrado della molla può influire direttamente sulla precisione della pressione di taratura.
   • Superfici di guida: Verificare l’usura, il grippaggio o il gioco eccessivo della guida del disco e della guida del corpo. Un gioco eccessivo può causare instabilità del disco (vibrazioni) o disallineamento.
   • Soffietto (se presente): Ispezionare per verificare la presenza di fori, crepe o segni di usura. Un soffietto danneggiato comprometterà l’equilibrio del sistema e permetterà al fluido di processo di penetrare nella camera della molla.
   • Ugello: Esaminare il foro dell’ugello e la superficie di appoggio per verificare la presenza di danni o ostruzioni.
9. Lappatura e lavorazione meccanica (secondo necessità):
   • Se le superfici di appoggio presentano piccole imperfezioni (ad esempio, lievi graffi), eseguire una lappatura di precisione per ripristinare la planarità e la finitura superficiale. Utilizzare paste abrasive a grana progressivamente più fine (ad esempio, 320, 600, 1000).
   • In caso di danni significativi, potrebbe essere necessaria la lavorazione meccanica della sede o del disco, attenendosi rigorosamente alle tolleranze OEM per l’angolo di sede e la finitura superficiale (ad esempio, Ra 0,4 µm / 16 µin).

5.3. Rimontaggio e verifica della pressione di taratura

10. Rimontaggio della valvola:
    • Riassemblare l’SRV in un ambiente pulito, utilizzando guarnizioni, prigionieri e dadi nuovi.
    • Applicare un composto antigrippante adatto (ad esempio, a base di nichel per alte temperature) alle filettature dei prigionieri e alle superfici di appoggio dei dadi.
    • Installare la molla con il corretto orientamento. Assicurarsi che tutti i componenti siano correttamente allineati e in posizione.
    • Serrare i bulloni/dadi del corpo valvola seguendo uno schema incrociato, aumentando gradualmente la coppia fino al valore specificato dal produttore. Per una valvola DN100 (4″) Classe 300, la coppia iniziale tipica è di 50 Nm (37 ft-lb), seguita da incrementi fino a una coppia finale di 250 Nm (185 ft-lb). Fare riferimento al manuale del produttore per i valori specifici.
    • Errore comune: serrare eccessivamente i bulloni può causare la deformazione del corpo e perdite dalla sede. Un serraggio non uniforme può provocare la deformazione della flangia.
11. Montaggio sul banco di prova:
    • Montare saldamente la valvola riassemblata sul banco di prova appropriato (pneumatico per gas/vapore, idrostatico per liquidi). Assicurarsi che la tenuta tra la flangia di ingresso della valvola e l’adattatore del banco di prova sia adeguata.
    • Collegare manometri certificati con una lettura massima della scala non superiore al doppio della pressione di taratura della valvola per una precisione ottimale (ad esempio, per una pressione di taratura di 10 bar, utilizzare un manometro da 0-20 bar con una precisione dello 0,25%).
12. Verifica della pressione di set (Pop Test):
    • AVVERTENZA DI SICUREZZA CRITICA: Assicurarsi di garantire un’adeguata ventilazione e un contenimento appropriato per il mezzo di prova. Indossare protezioni acustiche poiché lo “schiocco” della valvola può essere forte.
    • Aumentare lentamente la pressione di ingresso a una velocità non superiore a 1 bar/sec (15 psi/sec) fino a quando la valvola non si apre completamente (“scatta”).
    • Annotare la pressione alla quale la valvola si apre, sia acusticamente che visivamente (apertura iniziale). Questa è la “pressione di taratura”.
    • Per applicazioni con gas/vapore, la sezione VIII, divisione 1 della norma ASME BPVC consente una tolleranza di ±3% per pressioni di taratura superiori a 7 bar (100 psig) e di ±0,21 bar (3 psig) per pressioni di taratura pari o inferiori a 7 bar (100 psig).
    • Per i fluidi liquidi, la sezione VIII, divisione 1 della norma ASME BPVC consente una tolleranza di ±2% per pressioni di taratura superiori a 4,5 bar (65 psig) e di ±0,14 bar (2 psig) per pressioni di taratura pari o inferiori a 4,5 bar (65 psig).
    • Eseguire almeno tre (3) prove di scoppio consecutive. Le pressioni di set registrate devono rientrare nelle tolleranze specificate dall’OEM e dal codice. La media delle tre prove rappresenta la pressione di set registrata.
    • Errore comune: una pressurizzazione rapida può causare una pressione di scoppio artificialmente elevata.
13. Regolare la pressione (se necessario):
    • Se la pressione impostata è al di fuori della tolleranza, regolare il bullone di compressione della molla (vite di regolazione) secondo le istruzioni del produttore.
    • Ruotando la vite di regolazione in senso orario si aumenta la pressione impostata; ruotandola in senso antiorario la si diminuisce.
    • Dopo ogni regolazione, ripetere il test di scoppio (Fase 12) finché la pressione impostata non rientra nei limiti accettabili.

5.4. Test di tenuta e ricertificazione

14. Test di tenuta (assenza di perdite) della sede:
    • Ridurre la pressione di prova al 90% della pressione di taratura verificata. Questa è la pressione di prova API 527.
    • Per applicazioni con gas/vapore: applicare il liquido rilevatore di perdite sul lato di uscita della valvola o immergere l’uscita in acqua. Verificare la presenza di bolle. Lo standard API 527 specifica le velocità di perdita massime consentite, generalmente misurate in bolle al minuto. Ad esempio, una valvola DN50 (2″) con un orifizio a “H” al 90% della pressione di taratura potrebbe consentire un massimo di 10 bolle al minuto.
    • Per applicazioni con liquidi: mantenere il 90% della pressione impostata per un tempo di mantenimento specificato (ad esempio, 5 minuti) e verificare la presenza di perdite visibili in corrispondenza della sede. Qualsiasi formazione di gocce visibili è generalmente considerata un difetto.
    • Se la perdita supera i limiti accettabili, smontare nuovamente, ispezionare le superfici di appoggio, sovrapporre nuovamente se necessario e ripetere il rimontaggio e la prova di tenuta.
    • Errore comune: non tenere conto degli effetti della temperatura sul fluido di rilevamento delle perdite o sulla velocità di emissione delle bolle. Assicurarsi che la temperatura del mezzo di prova sia stabile.
15. Test di contropressione (solo per valvole a soffietto bilanciate):
    • Se la valvola di sicurezza (SRV) è del tipo a soffietto bilanciato, potrebbe essere necessario un test di contropressione esterna per verificare che la pressione impostata non sia influenzata da una contropressione variabile.
    • Applicare la contropressione massima prevista specificata all’uscita, quindi eseguire una prova di scoppio (Fase 12). La pressione impostata deve rimanere entro ±3% della pressione nominale indicata sulla targhetta per gas/vapore, o ±2% per liquidi.
16. Ricertificazione e documentazione:
    • Una volta completati con successo tutti i test (pressione di taratura, test di tenuta, contropressione, se applicabile) e con risultati entro i limiti di tolleranza, la valvola è pronta per la ricertificazione.
    • Installare un sigillo antimanomissione (ad esempio, sigillo di piombo e filo metallico) per impedire la regolazione non autorizzata della pressione impostata.
    • Applicare alla valvola una nuova etichetta permanente che indichi: Data di ricertificazione, Nuova pressione di taratura, ID del tecnico, Fluido di prova e Data di scadenza successiva.
    • Compilare un rapporto di prova formale. Questo rapporto deve includere: identificazione della valvola (numero di identificazione, numero di serie), pressione di taratura precedente e attuale, risultati del test allo stato iniziale e finale, dettagli di eventuali riparazioni (parti sostituite, lappatura eseguita), dati di calibrazione del banco prova e firma del tecnico. Questo documento è fondamentale per la conformità normativa e la tracciabilità delle operazioni.

5.5. Installazione delle valvole e ripristino del sistema

17. Installare la valvola:
    • Assicurarsi che le superfici flangiate sia della valvola che della tubazione siano pulite e prive di difetti.
    • Installare nuove guarnizioni del materiale e della pressione nominale corretti.
    • Posizionare con cura la valvola di sicurezza tra le flange, assicurandosi che sia correttamente allineata. Se necessario, utilizzare degli allineatori per flange. La valvola dovrebbe scivolare facilmente in posizione senza bisogno di forzare eccessivamente.
    • Installare nuovi prigionieri e dadi. Applicare del composto antigrippaggio su tutte le filettature.
    • Serrare i bulloni della flangia utilizzando una chiave dinamometrica calibrata, seguendo uno schema incrociato e la sequenza e i valori di coppia specificati dal produttore. Per una flangia tipica DN100 (4″) Classe 300, la coppia iniziale potrebbe essere di 40 Nm (30 ft-lb), seguita da passaggi intermedi a 80 Nm (60 ft-lb) e un passaggio finale a 160 Nm (118 ft-lb).
    • Errore comune: un disallineamento può causare stress alla flangia e provocare perdite dalla guarnizione. Un serraggio non uniforme può causare una compressione non uniforme della guarnizione.
18. Ripristino del sistema e verifica delle perdite:
    • Rimuovere tutti i dispositivi LOTO.
    • Riportare lentamente il sistema alla normale pressione di esercizio. Monitorare i manometri.
    • Applicare il liquido rilevatore di perdite a tutti i raccordi flangiati (ingresso/uscita della valvola, linee pilota, se presenti) e verificare la presenza di bolle.
    • Riparare eventuali perdite riscontrate serrando ulteriormente (entro i limiti di coppia) o sostituendo le guarnizioni.
    • Assicurarsi che tutte le valvole di sfiato e di scarico siano chiuse, a meno che le esigenze operative non impongano diversamente.

6. Lista di controllo per la verifica post-manutenzione

Dopo l’installazione dell’SRV e la rimessa in servizio del sistema, una verifica finale garantisce il corretto funzionamento e l’integrità del sistema.

7. Guida alla risoluzione dei problemi

Questa tabella illustra i sintomi più comuni riscontrati nei veicoli di recupero del petrolio (SRV) dopo la manutenzione o durante il funzionamento, le loro probabili cause e le azioni correttive raccomandate.

8. Programma di manutenzione consigliato

La frequenza dei test e della manutenzione delle valvole di controllo della velocità (SRV) dipende fortemente dal fluido di processo, dalle condizioni operative e dai requisiti normativi. Questo programma funge da linea guida generale, mentre le valutazioni specifiche del rischio dell’impianto e le normative (ad esempio, API 510, API 576) devono sempre determinare gli intervalli finali.

9. Riferimento ai pezzi di ricambio

Mantenere un inventario di ricambi essenziali per le valvole di riduzione della pressione (SRV) più comuni installate nel vostro impianto è fondamentale per ridurre al minimo i tempi di inattività durante la manutenzione programmata o le riparazioni di emergenza. Al momento dell’ordine, fate sempre riferimento alla distinta base (BOM) e ai codici dei ricambi originali (OEM) della valvola. Per informazioni sulla disponibilità immediata e le specifiche dettagliate, consultate il catalogo elettronico UNITEC-D.

Per una selezione completa di ricambi originali ed equivalenti, si prega di consultare il catalogo elettronico UNITEC-D .

10. Riferimenti

Questa guida è stata sviluppata in conformità con i seguenti standard e migliori prassi del settore e presuppone la loro conoscenza:

• Codice ASME per caldaie e recipienti a pressione (BPVC), Sezione VIII, Divisione 1: Norme per la costruzione di recipienti a pressione.
• Norma API Recommended Practice 520, Parte I e II: Dimensionamento, selezione e installazione di dispositivi di decompressione.
• Pratica raccomandata API 521: Guida per i sistemi di scarico e depressurizzazione della pressione.
• Norma API 527: Tenuta della sede delle valvole di sicurezza.
• OSHA 29 CFR 1910.147: Controllo dell’energia pericolosa (Blocco/Etichettatura).
• NFPA 30: Codice per liquidi infiammabili e combustibili.
• ANSI/ASME B16.34: Valvole – Raccordi, flange e estremità saldate.
• Manuali di manutenzione e di funzionamento del produttore originale (OEM).