Home / Approfondimenti / Tecnologia e Sicurezza / LA VITA RESIDUA DELLE GRU-Parte 2

LA VITA RESIDUA DELLE GRU-Parte 2

con Nessun commento
Gianfranco Strabla

Ing. Gianfranco Strabla

ESPERTO UNI APPARECCHI DI SOLLEVAMENTO

PROCEDURA GENERALE

La normativa italiana per quanto attiene la vita residua degli apparecchi di sollevamento dispone l’effettuazione di indagini supplementari (DM 11-04-2011 allegato II, punto 2, lettera c), intendendo per Indagine Supplementare: attività finalizzata ad individuare eventuali vizi, difetti o anomalie, prodottisi nell’utilizzo dell’attrezzatura di lavoro messe in esercizio da oltre 20 anni, nonché a stabilire la vita residua in cui la macchina potrà ancora operare in condizioni di sicurezza con le eventuali relative nuove portate nominali.

LA VITA RESIDUA DELLE GRU1

Inoltre, lo stesso M.L.P.S. Ministero lavoro con circolare n. 018.23-05-2013 indica i contenuti minimi dell’indagine supplementare che di seguito integralmente vengono riportati:

  • L’indagine supplementare consiste nell’attività finalizzata ad individuare eventuali vizi, difetti o anomalie, prodottesi nell’utilizzo delle attrezzature di lavoro, messe in esercizio da oltre 20 anni, nonché a stabilire la vita residua in cui la macchina potrà ancora operare in condizioni di sicurezza con le eventuali relative nuove portate nominali.
  • Vengono sottoposte a verifica supplementare tutti gli apparecchi di sollevamento di tipo mobile o trasferibile oltre ai ponti mobili sviluppabili su carro ad azionamento motorizzato che siano stati messi in servizio in data antecedente a 20 anni.
  • Tali ispezioni sono disposte dagli utilizzatori o dai proprietari delle gru o dei ponti mobili sviluppabili, le modalità di ispezione dovranno includere l’esame visivo, le prove non distruttive, le prove funzionali e le prove di funzionamento.
  • Dovrà inoltre essere effettuata una accurata indagine tendente a stabilire la tipologia di utilizzo e il regime di carico al quale la macchina è stata mediamente sottoposta.
  • Per il completamento della ricostruzione della vita pregressa della macchina, dovranno essere esaminati i registri di manutenzione, i registri di funzionamento e i verbali delle precedenti ispezioni.

Più in particolare si evidenzia:

  1. Esame visivo: L’esame visivo dovrà essere effettuato su ogni parte dell’apparecchio di sollevamento al fine di individuare ogni anomalia o scostamento dalle normali condizioni (l’esame visivo può essere coadiuvato da misurazioni, può rendersi necessario lo smontaggio della macchina o di parti di essa).
  2. Prove non distruttive: A seconda dei risultati dell’esame visivo, si possono rendere necessari dei controlli non distruttivi mediante liquidi penetranti, magnetoscopia, o altri metodi, per accertare l’eventuale presenza di discontinuità nei componenti strutturali.
  3. Analisi dei componenti strutturali e funzionali: Dovranno essere controllati i componenti delle macchine con caratteristiche strutturali quali: ralla di rotazione, riduttori, circuiti idraulici, di azionamento, ecc.
  4. Prove funzionali: Dovranno essere controllate le funzioni dei comandi, degli interruttori, degli indicatori e dei limitatori allo scopo di assicurarsi del loro corretto funzionamento per una sicura operatività.
  5. Prove di funzionamento: Dovrà essere eseguita una prova a vuoto per tutti i movimenti dell’apparecchio di sollevamento senza l’utilizzo di carichi al fine di individuare eventuali anomalie. La prova di carico dovrà essere effettuata attuando i movimenti base con l’utilizzo del carico nominale.
  6. Esito dell’ispezione: Dovranno essere oggetto di registrazione i difetti e le anomalie rilevate, gli interventi da eseguire e le eventuali limitazioni prima del successivo riutilizzo dall’analisi della vita pregressa e dal calcolo dei cicli effettuati, verrà stabilito il numero di cicli residui tradotto in periodo di lavoro sicuro della macchina nelle normali condizioni di utilizzo.
LA VITA RESIDUA DELLE GRU2

(Fig. 1)

Nella sostanza sia le norme legislative che le norme tecniche di riferimento richiedono una valutazione delle macchine in servizio che mira a stabilire che la stessa macchina possa funzionare in sicurezza per un periodo di vita residua rispetto a quanto ha ipotizzato il costruttore in sede di progetto.

La valutazione è basata principalmente sui risultati della valutazione dei rischi e degli effetti di carico nel loro andamento previsto per il futuro e sulla valutazione delle caratteristiche e delle dimensioni dei materiali tenendo conto dello stato attuale della struttura, inoltre un’indagine completa non può prescindere dallo stato di manutenzione dei gruppi meccanici (che assolvono alle funzioni di sollevamento e movimentazione) e dei sistemi di potenza e comando.

In qualsiasi valutazione, il problema di stabilire i criteri di accettazione del rischio è difficile, a partire dal fatto che tali criteri devono essere compatibili con lo stato dell’arte attuale e questo sottolinea quanto alta sia la responsabilità del valutatore.

Il processo di ogni valutazione strutturale può essere suddiviso in 3 fasi (vedi Fig. 1):

VALUTAZIONE PRELIMINARE (FASE 1)

Lo scopo dell’indagine preliminare è rimuovere i dubbi esistenti riguardo la sicurezza della struttura utilizzando metodologie abbastanza semplici e identificando parti o componenti critici della struttura.

Ciò avviene raccogliendo informazioni sulla struttura dai disegni e dai calcoli di progetto, compiendo visite sul posto, ecc.

La valutazione può essere compiuta dall’ingegnere esperto da solo.

La valutazione è compiuta utilizzando le norme correnti e facendo ipotesi in favore di sicurezza qualora vi siano informazioni mancanti o dubbie.

L’analisi della documentazione e l’ispezione devono approfondire le seguenti tematiche:

  • valutazione delle capacità dell’apparecchio in relazione alla portata e all’impiego;
  • valutazione storico-statistica dei cicli di sollevamento in relazione al servizio effettuato nel corso della vita dell’apparecchio (dati da desumere con l’utente);
  • relazione di confronto tra le capacità teoriche dell’apparecchio ed il servizio effettuato per stabilire le ulteriori possibilità d’impiego della macchina.
  • valutazione visiva e strumentale dello stato di conservazione dell’apparecchio.

La relazione che chiameremo “1° Rapporto di valutazione”, sottoscritta dall’ingegnere esperto, conterrà:

  • il report sullo stato generale della macchina in relazione alla manutenzione e conservazione di strutture, meccanismi, equipaggiamenti elettrici e/o oleodinamici e dispositivi di sicurezza;
  • l’identificazione di eventuali situazioni critiche;
  • ipotesi di interventi di bonifica;
  • ipotesi sulla vita residua dell’apparecchio.

L’indagine preliminare, solitamente, permette al proprietario ed ai responsabili della manutenzione una stima economica di massima di costi per gli interventi di approfondimento tecnico ed eventuali interventi di bonifica ovvero valutare la necessità di uno smantellamento.

ANALISI DETTAGLIATA (FASE 2)

Lo scopo di tale passaggio è di aggiornare le informazioni e compiere valutazioni più raffinate degli elementi strutturali o meccanici per quei particolari per i quali non è garantita la sicurezza.

Ciò avviene compiendo ispezioni quantitative (ad es. utilizzando metodi per Controlli Non Distruttivi (NDT) facili da utilizzare e a bassa tecnologia), utilizzando i valori aggiornati per il carico e la resistenza, oltre che modelli più accurati (sistema statico, comportamento strutturale).

In questa fase, l’ingegnere, è solitamente supportato da esperti in controlli non distruttivi (NDT) coinvolgendo una ditta specializzata in un singolo esperto.

Qualora le conclusioni e le proposte uscite dall’analisi dettagliata indichino possibilità di rischio o esosi costi collegati alla decisione sul futuro impiego della gru, possono essere necessari ulteriori approfondimenti da parte di un team di esperti.

La stragrande maggioranza delle gru in servizio sono composte da sistemi strutturali elettrosaldati in composizioni a cassone o tubolari piegate da lamiera, anche se possono trovare impiego, in vero rarissimi casi, ancora strutture tralicciate con giunti di connessione formati da chiodature (“rivettature”) o bullonature (gru in servizio in centrali idroelettriche).

LA VITA RESIDUA DELLE GRU3

Nella valutazione a fatica elemento fondamentale è l’individuazione dei particolari critici (collegamenti saldati) e in assenza di note di calcolo del costruttore la necessità di riprogettare la gru come nuova in modo che possano essere utilizzati i sistemi teorici disponibili nelle norme standardizzate ai fini di una valutazione della vita residua.

Il principio di previsione, più affidabile per una valutazione dello stato di conservazione ai fini della fatica, si basa da un’ipotesi di resistenza in funzione di un determinato numero di cicli di sollevamento da confrontare con il servizio effettivamente effettuato alla data del controllo e in termini probabilistici definire la vita residua senza che avvengano cedimenti strutturali.

Sarà così possibile fornire ai soggetti responsabili (proprietari, gestori ecc.) strategie ottimali ai fini della sicurezza e compatibili alle esigenze economiche degli stessi.

A integrazione delle anomalie strutturali una valutazione sullo stato di conservazione non può prescindere da approfondimenti relative a guasti usure e deterioramenti riguardanti i gruppi meccanici di azionamento, della gru gli equipaggiamenti elettrici ed oleodinamici.

Nella fase di analisi dettagliata, oltre che stabilire la vita residua dell’apparecchio, svilupperà indicazioni con riguardo alle misure correttive.

MISURE CORRETTIVE (FASE 3)

Lo scopo della fase 3 è di proporre misure che garantiscano un servizio sufficientemente sicuro dell’apparecchio.

Possono essere intraprese diverse misure, tra le quali:

  • intensificazione del monitoraggio,
  • riduzione dei carichi o cambio dell’utilizzo, rinforzo,
  • riparazione o riabilitazione.

La scelta delle misure da intraprendere è correlata alle esigenze di utilizzo della gru, ma in ogni caso le misure intraprese dovranno garantire la sicurezza strutturale e l’impiego sicuro.

CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE

Non va mai dimenticato che una macchina di sollevamento è per sua natura composta da elementi strutturali destinati a sostenere carichi, tali elementi per costruzione purtroppo sono soggetti a fenomeni di deterioramento a fatica la cui previsione di un danno si basa su dati statistici e sui principi della frattura meccanica.

La cricca (effetto del fenomeno di fatica) cresce partendo da una discontinuità iniziale, di solito individuabile nei giunti saldati; la fessurazione aumenta nelle sue dimensioni ad ogni ciclo di carico, fino ad una dimensione critica che riducendo la sezione resistente, sotto carico e senza preavviso, attiva il collasso strutturale.

Come è noto la progettazione permette al costruttore di ipotizzare la vita di un apparecchio in relazione ad ipotesi di utilizzo (sia in termini di spettro di carico che di condizioni di impiego) determinando un numero di cicli per i quali le sezioni resistenti verifichino la resistenza a fatica.

In esercizio, ovviamente, non sempre si determinano le ipotesi del costruttore, in alcuni casi peggiorando il regime di carico e/o le condizioni di impiego si alterano le ipotesi di resistenza originarie.

Diviene pertanto fondamentale, ai fini della sicurezza, accertare nel tempo le situazioni di impiego reale onde confrontarle alle ipotesi di vita iniziali (progettuali) e aggiornare l’affidabilità della capacità strutturale dell’apparecchio, nella sostanza attivare un metodo che valuti lo stato di conservazione della macchina.

La vita utile può essere sorvegliata attraverso adeguati monitoraggi e controlli strutturali, che inevitabilmente portano a bonifiche strutturali, tanto più frequenti nel periodo ultimo della vita teorica.

Le argomentazioni sopra riportate vogliono essere un utile contributo a questa materia, ancora molto inesplorata, tanto importante per salvaguardare la vita e la salute dei lavoratori.