La Necessità di Standardizzazione
All'inizio del 1900, era possibile progettare, costruire e mettere in funzione un impianto industriale utilizzando appaltatori locali e conoscenze ingegneristiche. Con l'aumentare delle dimensioni, complessità e capacità degli impianti, aumentava la probabilità di guasti, così come le conseguenze di tali guasti. Ad esempio, una raffineria di petrolio all'inizio del 1900 poteva produrre 8.000 barili (1.270 m3) al giorno. Un guasto alle tubazioni poteva portare a una fuoriuscita, ma non di grandi proporzioni. Una raffineria moderna potrebbe produrre oltre 800.000 barili (127.000 m3) al giorno, con tubazioni e componenti molto più grandi di quelli utilizzati 100 anni fa. Gli effetti di un guasto al sistema di tubazioni in una raffineria moderna sono quindi significativi, soprattutto considerando che le leggi sulla protezione ambientale e l'opinione pubblica sono molto più sensibili all'inquinamento rispetto a 100 anni fa.
Per aumentare l'affidabilità degli impianti e ridurre la probabilità di guasti, è stato necessario standardizzare il processo di progettazione, produzione, costruzione e collaudo di un impianto industriale e di tutte le sue tubazioni e componenti delle tubazioni (flange, valvole ecc.). Per fare ciò, sono stati introdotti codici, norme e specifiche da parte di nuove organizzazioni regolatorie.
Organizzazioni Regolatorie
Un'organizzazione regolatoria (organizzazione professionale) può essere generalizzata come una raccolta di esperti di vari settori che vengono inseriti in comitati o gruppi. Ogni comitato o gruppo produce un codice, una norma o una specifica relativa alla loro area di competenza. Una volta che il gruppo è soddisfatto del proprio lavoro, lo rilascia al pubblico e viene acquistato dai clienti. Ad esempio, se un'azienda desidera costruire una raffineria di petrolio, utilizzerà un codice che descrive come progettare, costruire e collaudare l'intero sistema di tubazioni della raffineria.
I clienti acquistano codici, norme e/o specifiche per diversi motivi, ma principalmente perché sono di altissima qualità, prodotti da esperti del settore, e la loro accuratezza è stata verificata più volte. In breve, i documenti prodotti da un'organizzazione regolatoria possono essere affidabili e sono rispettati a livello internazionale.
Esistono diverse organizzazioni regolatorie che producono documentazione per l'industria delle tubazioni, le più comuni sono:
- American Society of Mechanical Engineers (ASME)
- International Organisation for Standardisation (ISO)
- European Standards/Normative (EN)
- American National Standards Institute (ANSI)
- American Petroleum Institute (API)
- British Standards (BS)
- Deutsches Institut für Normung (DIN)
- Association Française de Normalisation (AFNOR)
- Japanese Industrial Standards (JIN)
Alcune di queste organizzazioni hanno ormai più di 100 anni. Se visiti una raffineria moderna o un impianto chimico, è probabile che sia conforme ai codici prodotti da una di queste organizzazioni.
Assicurazione
Sorprende molte persone sapere che l'assicurazione influenza fortemente come un impianto industriale è progettato, costruito e gestito. Tutte le aziende vogliono ridurre la loro esposizione finanziaria avendo una forma di assicurazione, ma il prezzo dell'assicurazione varia considerevolmente. Il modo più accettato per ridurre il prezzo dell'assicurazione è conformarsi a codici, norme e specifiche, riconosciuti dalla compagnia di assicurazione. Poiché l'assicurazione può costare milioni di dollari all'anno per un singolo impianto industriale, i risparmi sui costi derivanti dalla conformità a un determinato codice sono significativi.
Le compagnie di assicurazione non sono gli unici clienti di un'organizzazione regolatoria. Grandi multinazionali, governi, aziende di costruzione e produttori -per citarne alcuni-, possono acquistare codici, norme e/o specifiche. Ad esempio:
- Una multinazionale del petrolio può insistere affinché tutte le aziende di costruzione erigano le loro raffinerie in conformità con un determinato codice, o codici.
- Un produttore citerà i suoi prodotti come realizzati secondo una determinata norma o specifica.
- Un governo può insistere affinché un impianto chimico o una centrale elettrica sia conforme a un determinato codice, o codici.
Codici, Norme e Specifiche
Uno dei concetti più fraintesi nell'industria delle tubazioni è quello dei codici, delle norme e delle specifiche. Per comprendere le differenze tra i tre, possiamo usare alcuni esempi relativi a tubazioni e componenti delle tubazioni (flange, valvole ecc.).
- Codice – un requisito generale per un sistema di tubazioni. Un codice includerà informazioni su come un sistema di tubazioni dovrebbe essere progettato, prodotto, costruito e collaudato.
- Norma – utilizzata per definire parametri (dimensioni, materiali ecc.) dei componenti delle tubazioni.
- Specifiche – ulteriori informazioni relative ai componenti delle tubazioni sono fornite nelle specifiche, cioè una specifica è specificamente per un particolare componente e riguarda le dimensioni fisiche e i criteri di prestazione di un componente, ad esempio la classificazione della pressione.
Esempio
Se stiamo costruendo un sistema di tubazioni per una raffineria di petrolio, potremmo selezionare un codice come ASME B31.3. Questo codice è prodotto dalla American Society of Mechanical Engineers (ASME) ed è molto comune. È descritto come:
ASME B31.3 contiene requisiti per tubazioni tipicamente trovate in raffinerie di petrolio; impianti chimici, farmaceutici, tessili, cartari, semiconduttori e criogenici; e impianti e terminali di lavorazione correlati. Copre materiali e componenti, progettazione, fabbricazione, assemblaggio, costruzione, esame, ispezione e collaudo delle tubazioni.
Per soddisfare i requisiti di B31.3, potremmo essere tenuti a utilizzare flange che rispettano una determinata norma. Ad esempio, potremmo dover garantire che le flange pertinenti siano costruite secondo la norma ASME B16.5 (una norma comune). Se queste flange non sono costruite secondo questa norma, allora non stiamo soddisfacendo i requisiti del codice.
Per garantire che ogni componente sia costruito secondo determinati parametri (materiale, dimensioni, ecc.), utilizziamo specifiche. Ad esempio, le flange conformi a ASME B16.5 potrebbero dover essere prodotte secondo le dimensioni e le classificazioni di pressione specificate da ASTM A105 (una specifica comune) per conformarsi alla norma data.
L'intera struttura di codici, norme e specifiche, è utilizzata per garantire che ogni parte di un sistema di tubazioni sia stata progettata, prodotta, assemblata, costruita e collaudata, secondo un determinato codice, norma e specifica. L'integrità di un sistema di tubazioni è forte quanto il suo tubo o componente più debole, proprio come una catena è forte quanto il suo anello più debole. Garantendo che l'intero sistema di tubazioni sia conforme a determinati codici, norme e specifiche, è possibile aumentare significativamente l'affidabilità del sistema di tubazioni -e quindi dell'impianto-.
Sostituzione di tubi, raccordi o componenti delle tubazioni, è un altro vantaggio, poiché tutte le parti del sistema di tubazioni sono standardizzate. Ad esempio, conoscere le norme e le specifiche secondo cui una flangia è costruita, rende relativamente facile trovare un ricambio adatto. Una nuova flangia può anche essere considerata adatta per le stesse condizioni di servizio (temperatura, pressione ecc.) della flangia che sta sostituendo.
Suggerimento – sebbene un impianto industriale sia conforme a determinate norme e codici, di solito verranno creati standard interni aggiuntivi man mano che l'impianto matura e le caratteristiche operative dell'impianto diventano note. Ad esempio, quali aree del sistema di tubazioni sono soggette a corrosione, quali componenti hanno una durata di servizio più breve del previsto e perché, ecc.
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Risorse Aggiuntive
https://www.engineeringtoolbox.com/piping-codes-standards-d_6.htm
https://www.theprocesspiping.com/codes-standards-and-recommended-practices