test di tenuta: misurazione tramite calo di pressione

test di tenuta: misurazione tramite calo di pressione

Ultima modifica 06/08/2021

test di tenuta: misurazione tramite calo di pressione

 

IL DUBBIO:

le norme tecniche richiedono spesso un test di tenuta sui componenti da utilizzare in un impianto a gas, o addirittura sull’impianto stesso; la misurazione materiale delle perdite di gas non è però sempre facilmente attuabile. Come possiamo quindi eseguire questo test?
 

CONSIDERAZIONI

Il controllo di tenuta (Leakage test) è fondamentale per ognuno dei componenti che costituiscono un impianto a gas: ogni perdita di gas aumenta il rischio di incendio ed esplosione. Per guidare i costruttori e gli utilizzatori nella gestione del rischio, le norme di prodotto indicano per ogni componente le perdite massime consentite. Un esempio ci è dato dalla EN 13611, riguardante i dispositivi di sicurezza e controllo per bruciatori ed apparecchiature a gas e/o combustibili liquidi. In questo caso la raccomandazione è la seguente:


[7.2.1] “Componenti per la regolazione del gas non devono permettere la perdita di gas, in accordo con i valori di perdita massimi illustrati nella Tabella 3”
 

 

Non sono solamente I singoli componenti ad avere valori limite di perdite: anche gli interi impianti a gas hanno delle raccomandazioni riguardo alla tenuta. Per esempio, la ISO 13577-3 (Industrial furnaces and associated processing equipment – safety – Generation and use of protective and reactive atmosphere gases) indica:


[4.2.7] […] Le perdite esterne di gas non devono generare condizioni di pericolo, per rischio combustion o avvelenamento, durante l’utilizzo previsto e l’installazione. Generalmente si ritiene che perdite di gas minori di 1≈dm3(n)/h o perdite di metanolo minori di 1≈cm3(n)/h non generino condizioni di pericolo in impianti industriali adeguatamente ventilati.”


Dal punto di vista pratico, misurare le perdite di gas in un grosso impianto può essere estremamente complesso; anche considerando un unico componente, come una valvola, riuscire a quantificare esattamente il flusso di gas in uscita non è facile.Esiste però un metodo di più semplice applicazione per quantificare le perdite, ovvero la misurazione del calo di pressione. Una volta occluse tutte le aperture di un impianto e la pressione interna è portata al valore di prova, le perdite di gas generano un calo di pressione interna, calo facilmente misurabile attraverso un manometro. Una volta misurato il calo di pressione, esso può essere correlato alle perdite verso l’esterno tramite l’apposita formula.

La stessa EN 13611 [Allegato C.2] illustra come applicare questo metodo, sia nelle condizioni di test sia nella formula:

 qL=0.1185*Vg*(p'abs-p''abs)

  • qL è la perdita [cm3/h]
  • Vg è il volume totale di controllo [cm3]
  • p’abs è la pressione assoluta iniziale di test [kPa]
  • p’’abs è la pressione assoluta finale di test [kPa].

La formula è ricavata dalla legge dei gas perfetti, si riferisce ad un test della durata di 5 minuti in condizioni standard. 


Un test di soli 5 minuti può però non essere sufficiente: la EN 13577, per esempio, indica come durata minima del test su impianti a gas a 30 minuti, aumentabili proporzionalmente alle dimensioni dell'impianto; o ancora un test più lungo può essere utile per generare una variazione di pressione abbastanza alta da essere misurabile. La formula può essere quindi estesa alla seguente forma:
 

qL=35.529*Vg*(p'abs-p''abs)*(Δt)-1

  • Δt durata del test [s].

Nella sua formula più estesa, è possibile inoltre ricavare il tempo minimo di test a partire dalla sensibilità dello strumento di misura del calo di pressione. In questo modo, chi esegue il test non è obbligato a fornirsi di strumenti con alta sensibilità, ma può semplicemente estendere la durata del test.

Δtmin=35.529*Vg*(Δpmin)*(qL-MAX)-1
 

  • Δtmin durata minima del test per rilevare una perdita eccessiva [s]
  • Vg è il volume totale di controllo [cm3]
  • Δpmin è la minima differenza di pressione misurabile dallo strumento utilizzato [kPa]
  • qL-MAX perdite massime consentite dalla norma [cm3/h].

Se non viene misurata una perdita dopo il tempo minimo, la tenuta dell’impianto rispetta il valore limite della norma.

CONCLUSIONE

Il test di tenuta è uno dei test più comuni nel mondo degli impianti a gas, sia per quanto riguarda i singoli componenti sia per l’intero impianto. Uno dei metodi più semplici per ottenere il valore delle perdite è ricavarlo da calo di pressione che esse generano. Tramite l’apposita formula ed una misurazione tramite manometro è quindi possibile ricavare le perdite di gas e confrontarle con il valore limite dato dalle norme. 
 

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