Analisi di scenari con aumento di pressione
È sempre necessario impedire che la pressione di un apparato superi il limite massimo consentito.
Anche gli apparati che non rientrano nella direttiva sui dispositivi a pressione, poiché operano con una pressione inferiore a 0,5 bar, devono essere comunque protetti per prevenire il superamento di tale valore e garantire l’integrità dell’apparecchio.
Idealmente, l’analisi degli scenari con aumento di pressione dovrebbe coinvolgere un team formato da un chimico esperto in fluidi e reazioni, un operatore con una conoscenza approfondita dell’impianto specifico e un esperto di sicurezza. Partendo dalla descrizione del processo e dal diagramma di flusso P&ID, è opportuno esaminare tutte le possibili deviazioni dal normale funzionamento, valutandone l’eventuale impatto su pressione, temperatura o alterazione della reazione.
L’aumento di pressione può avere cause meccaniche, termiche e chimiche.
Le cause meccaniche di un aumento non consentito della pressione sono, ad esempio, il guasto di un regolatore di portata, una pompa impostata in modo errato o anche il problema dell’onda d’urto finale. Da queste cause meccaniche si deducono casi di progettazione come l’ingresso di gas o di liquido da un livello di pressione più elevato.
Una causa termica può essere, ad esempio, il guasto del regolatore del vapore del sistema di riscaldamento, che comporta il riscaldamento massimo attraverso l’involucro del serbatoio. Un’altra possibile causa è l’irraggiamento solare, che può riscaldare il contenuto del serbatoio, in particolare nei serbatoi di stoccaggio collocati all’aperto. Anche l’eventualità di un incendio (nota anche come “scenario di incendio” secondo ISO 23251 o API 520/ 521) è una causa termica di un aumento di pressione non consentito. L’aumento della pressione negli apparecchi è dovuto all’incremento della pressione del vapore o all’espansione termica del liquido bloccato.
Le cause chimiche di un aumento della pressione nel serbatoio sono spesso deviazioni dal normale funzionamento durante una reazione, come un errato dosaggio, vie di scarico bloccate o un guasto del sistema di raffreddamento che possono portare a una reazione incontrollata (runaway). Si distingue tra reazioni che producono gas e reazioni esotermiche. Nei sistemi di produzione di gas, la pressione è generata principalmente dallo sviluppo del gas ed è per lo più indipendente dalla temperatura. Nelle reazioni esotermiche, la pressione è generata, di regola, dall’aumento della pressione del vapore dovuto al rapido incremento della temperatura nel sistema a reazione. Nel caso dei sistemi ibridi, l’aumento della pressione deriva sia dalla produzione di gas che dall’incremento della pressione del vapore dovuto all’esotermia.
Saremo lieti di aiutarvi a trovare tutti gli scenari interpretativi possibili e ad identificare i casi critici.