Ing. Marco Gelati

SERBATOIO IN PRESSIONE.

"Nella progettazione strutturale di un componente in pressione il progettista riceve come input un "data sheet" meccanico che include tutti i dati e le specifiche di progetto e il suo compito è quello di dimensionare le membrature in pressione. Per farlo vengono utilizzati codici di calcolo che variano in funzione del Paese di destinazione. Tra i più importanti si ricordano Ispesl VSR (Italia), Asme VIII Div. 1 e Div. 2 [1, 2] (Usa), Stoomwezen (Olanda), PD 5500 (Regno Unito), AD 2000 (Germania), Codap (Francia), Swedish Pressure Vessel Code (Svezia), Tbk (Norvegia), Gost (Russia), JIS (Giappone), AS 1210 (Australia) e, nell'ambito della normativa PED, si cita il codice europeo EN-13445.

Nella figura che segue è possibile osservare come lo stress cui è sottoposto il recipiente vari a seconda del tipo di saldatura applicata al coperchio. La distribuzione degli stress sulle superfici laterali è uniforme, in accordo con la teroia dei recipienti in pressione, mentre la distribuzione degli stress sul coperchio rispetta una simmetria radiale.
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I recipienti in pressione devono essere progettati in modo da essere eserciti in sicurezza ad una determinata pressione. La differenza di pressione tra interno ed esterno, infatti, crea uno stato di tensione nel materiale con cui il recipiente è costruito. Il progettista deve realizzare un recipiente che resista a questo stato di tensione senza sollecitazioni che possano causare perdite, rotture o situazioni di pericolo per persone e cose. La pressione è il parametro operativo più importante, ma ve ne sono altri che non possono essere trascurati. La temperatura di esercizio influenza le proprietà meccaniche del materiale e può provocare deformazioni permanenti (fenomeni di scorrimento a caldo). I fluidi a contatto con il recipiente sono un altro parametro dimensionante, in quanto possono determinare attacchi chimici ai materiali, tali da causare fenomeni di corrosione o di fragilizzazione. Infine è importante valutare le condizioni di esercizio del recipiente, in quanto variazioni cicliche della pressione e della temperatura (sollecitazione a fatica) tendono a ridurne la vita residua.

Una volta costruito il recipiente, prima di metterlo in esercizio, lo si sottopone ad una pressione interna, che deve essere opportunamente determinata, più elevata di quella di esercizio. In tal modo l’interno della parete si plasticizza, ovvero esce dal proprio campo di elasticità e resta permanentemente deformato. Per effetto della plasticizzazione, nel materiale permane uno stato di tensione anche quando esso non è sollecitato dalla pressione. Questo stato di tensione è benefico perché si oppone a quello dovuto alla pressione, migliorando quindi la resistenza del recipiente."