Tecniche avanzate per la gestione dei serbatoi di stoccaggio atmosferico (verticali cilindrici di prodotti petroliferi e chimici)

ID 19337 | 29.03.2023 / In allegato Quaderno INAIL 20/2023

I serbatoi verticali di stoccaggio atmosferico sono sistemi di contenimento primari presenti in molti stabilimenti industriali, inclusi raffinerie, depositi petroliferi, impianti chimici e petrolchimici.

Oggetto specifico sono i serbatoi verticali cilindrici costruiti con materiali metallici destinati allo stoccaggio a pressione atmosferica di prodotti petroliferi e chimici allo stato liquido.

Il quaderno, nella prima parte, presenta una rassegna delle tecnologie oggi disponibili per verifica integrità e sicurezza dei serbatoi, con particolare riguardo ai fondi, che in base all’esperienza operativa, risultano il componente più critico.

Nella seconda parte si presenta un approccio innovativo, sviluppato nell’ambito del progetto BRIC/2018/ID11, che consente una predizione più accurata delle condizioni del fondo durante la fase di esercizio.

Nell’ultimo capitolo molti consigli pratici per i gestori e per gli enti di controllo.

L’obiettivo di questo quaderno di ricerca è di divulgare i recenti risultati di ricerca sullo sviluppo di modelli di prognostica per serbatoi atmosferici, al fine di rendere più sicuro ed efficace il loro esercizio durante l’intero ciclo di vita.
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Oggetto specifico sono i serbatoi verticali cilindrici costruiti con materiali metallici destinati allo stoccaggio a pressione atmosferica di prodotti petroliferi e chimici allo stato liquido.

Queste attrezzature sono, ingannevolmente, ritenute più semplici rispetto alle più complesse caratterizzate da pressioni e temperature di esercizio beni più elevate. Anche la legislazione, sia per la costruzione che per l’esercizio è più blanda rispetto a quella degli apparecchi in pressione. I tempi di vita dei serbatoi sono ben più lunghi rispetto a quelli delle altre componenti d’ impianto. È noto che più a lungo un serbatoio è in servizio, più cresce la probabilità che i danneggiamenti dovuti alla corrosione, all’usura o alla fatica, che non sono rilevati per mancanza di rigorose ispezioni possano portare a probabilità di rottura non più accettabili. Mentre la corrosione esterna è facile da rilevare, il controllo dei danneggiamenti interni è molto più complesso e difficile. L’uso di tecnologie di misurazione innovative e di modelli prognostici potenti, può contribuire in modo significativo ad estendere nel tempo l’esercizio sicuro dei serbatoi di stoccaggio. Il presente quaderno illustra i risultati ottenuti, in particolare, dall’Unità Operativa dell’Università di Messina, all’interno del progetto MAC4PRO, finanziato da INAIL nell’ambito del bando BRIC 2018/ID11.

Nel presente quaderno non sono inclusi gli stoccaggi criogenici e quelli a bassa pressione, che presentano problematiche diverse. Dalla trattazione sono esclusi i serbatoi sferici, i serbatoi orizzontali, i serbatoi interrati o tumulati, i piccoli serbatoi in materiali plastici o compositi. Anche qui le analogie potrebbero essere molte, ma ci sono problemi particolari che meriterebbero indagini dedicate.

I serbatoi in pressione, soggetti peraltro ad una legislazione specifica, presentano invece problematiche del tutto diverse che non sono qui affrontate. L’approccio seguito nella ricerca, che include l’applicazione la statistica degli estremi combinata con l’inferenza Bayesiana, è potenzialmente estendibile ad altri sistemi di contenimento, tenendo conto delle caratteristiche meccaniche, dei materiali di costruzione, dei prodotti contenuti, delle condizioni ambientali e delle modalità di esercizio.

Tali estensioni saranno oggetto di future ricerche, ma non sono fuori dagli obiettivi del quaderno.

Il quaderno è destinato innanzitutto ai ricercatori che si occupano delle tematiche affrontate ovvero prevenzione delle perdite di contenimento nell’industria di processo, analisi quantitativa del rischio, scienza della corrosione, statistica predittiva. Si è cercato di avere uno stile agile e divulgativo in modo che la pubblicazione possa essere utile anche al mondo industriale, in particolare a responsabili e addetti di raffinerie, parchi serbatoi, stabilimenti petrolchimici, terminali e depositi costieri, personale qualificato per le prove non distruttive (PND), responsabili e addetti al servizio di prevenzione e protezione di stabilimenti “Seveso”, consulenti della sicurezza, nonché analisti del rischio, ispettori e auditor, che hanno incarichi nell’ambito della legislazione Seveso.

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Indice degli argomenti

Introduzione

1. Inquadramento Tecnico Normativo
1.1 Norme Tecniche
1.1.1 Costruzione e modifica
1.1.2 Esercizio
1.2 Legislazione
1.2.1 Antincendio
1.2.2 Sicurezza del lavoro
1.2.3 Sicurezza industriale
1.2.4 Legislazione Navale
1.2.5 Legislazione ambientale
1.3. Prassi delle Autorità competenti
1.3.1 Doppi fondi
1.3.2 Nuovi materiali ed alternative ai doppi fondi
1.3.3 Indicazioni sull’ esercizio dei serbatoi

2 Stato dell’arte
2.1 Esperienza Operativa
2.1.1 Incidenti Rilevanti
2.1.2 Mancati Incidenti
2.2 Principali meccanismi di danno
2.2.1 Corrosività dei prodotti
2.2.2 Impurità nei prodotti
2.2.3 Biocorrosione interna
2.2.4 Altri danneggiamenti interni
2.2.5 Deterioramento Atmosferico
2.2.6 Deterioramento dovuto al suolo
2.3 Tecniche per il controllo dell’ integrità
2.3.1 Esame Visivo
2.3.2 Spessimetria ad ultrasuoni
2.3.3 Misure di Flusso Magnetico
2.3.4 Emissione Acustica
2.3.5 Misure robotizzate
2.3.6 Onde Guidate
2.4 Organizzazione delle verifiche e dei controlli
2.4.1 Ispezioni periodiche d’integrità
2.4.2 Ispezioni basate sul rischio RBI
2.4.3 Ispezioni Funzionali
2.4.4 Controlli quotidiani

3. Nuovi risultati per l’integrità dei fondi di serbatoi
3.1 Stato dell’arte della ricerca
3.2 Metodologia per la stima del tempo residuo di vita
3.2.1 Raccolta dati
3.2.2 Casi studio
3.2.3 Analisi dei dati e discussione
3.3 Modellazione sperimentale del fenomeno corrosivo
3.3.1 Preparazione e trattamenti iniziali dei provini
3.3.2 Predisposizione dei contenitori ed immersione dei provini
3.3.3 Estrazione dei provini e caratterizzazione
3.4 Strumenti sviluppati a supporto delle ispezioni

4. Suggerimenti e Indicazioni Pratiche
4.1 Per le autorità/enti di controllo
4.2 Per i gestori
4.3 Per costruttori/manutentori

Referenze

Fonte: INAIL

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