Gary Arthur, presidente dell'American Society for Fiberglass Reinforced Plastics, ha spiegato come l'industria dei compositi stia sviluppando standard in risposta alle recenti normative sui serbatoi di stoccaggio in composito progettati per proteggere tutte le parti interessate dai danni causati dal guasto dei serbatoi di stoccaggio in composito.
Mentre il forte sviluppo di serbatoi di stoccaggio compositi continua nel 21° secolo, l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (EPA) e l'Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro (Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro, OSHA) ha emanato leggi in questo settore. Queste leggi regolano la risposta a serbatoi catastrofici fallimenti e affrontare la mancanza di standard concordati per l'ispezione dei serbatoi nelle applicazioni petrolifere e chimiche altamente pericolose È sempre stato di grande interesse determinare la durata residua, l'efficacia e il ciclo di ispezione dei serbatoi di stoccaggio compositi.
Lo stoccaggio di petrolio e prodotti chimici è un lavoro importante in tutto il mondo. Sebbene alcune sostanze chimiche non siano di natura così infiammabile ed esplosiva come il petrolio e il gas, sono altamente corrosive e possono causare lesioni, morte e danni ambientali se non controllate in modo sicuro. I compositi sono i materiali più comunemente usati per i serbatoi di stoccaggio fuori terra (AST) nell'industria chimica grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione. Tuttavia, in termini di stoccaggio del petrolio, i serbatoi compositi hanno una capacità di stoccaggio molto inferiore rispetto ai serbatoi in acciaio e lo sviluppo di normative e standard di settore per i serbatoi in acciaio si concentra maggiormente sulle grandi applicazioni di stoccaggio del petrolio. La regolamentazione dell'AST composito è stata trascurata ed è in pericolo.
Nel 1999, le leggi EPA e OSHA erano in fase di sviluppo da circa un decennio e si erano saldamente affermate negli Stati Uniti. Ciò ha creato la necessità delle buone pratiche ingegneristiche riconosciute e generalmente accettate relative alle decisioni di ispezione dei serbatoi, note oggi come RAGAGEP. All'inizio degli anni '90, l'industria matura dei serbatoi in acciaio si sviluppò rapidamente con rigorosi standard di ispezione, mentre l'industria dei serbatoi compositi relativamente tardiva fu lenta a rispondere.
Standard per l'ispezione dei serbatoi di stoccaggio in materiale composito
In base alle leggi EPA e OSHA, l'industria dei serbatoi compositi ha compiuto progressi limitati nello sviluppo di pratiche di formazione e accreditamento degli ispettori mature, solide e sostenibili. Dal 1999 al 2016, gruppi industriali di nicchia composti da professionisti che supportano l'industria della cellulosa e della carta, del petrolio e della lavorazione chimica hanno compiuto notevoli sforzi per rispondere a questi requisiti EPA e OSHA. Tuttavia, la pratica della pubblicazione si basa su contenuti tecnici e procedure amministrative e sono stati riscontrati alcuni errori e omissioni notevoli; La promozione di pratiche sostenibili nel controllo industriale è tristemente inadeguata e non è stata aggiornata in modo significativo in più di un decennio.
Durante gli anni '90, gli sforzi normativi si sono concentrati sull'industria petrolifera e del gas, con l'American Petroleum Institute (API) che ha lanciato l'API 653, Ispezione, riparazione, modifica e ricostruzione dei serbatoi, nel 1991, l'ispezione basata sul rischio API 580 è stata introdotta nel 2002, e l'API 571 è stata introdotta nel 2003, coprendo i meccanismi di danno. Questi sforzi sono integrati dallo Steel Tank Institute (STI), che ha pubblicato lo standard SP001 per l'ispezione dei serbatoi di superficie nel 2000. Entrambi gli standard API e STI si applicano ai serbatoi in acciaio, non ai serbatoi compositi. Si stima che solo negli Stati Uniti vi siano attualmente oltre 5.000 ispettori di serbatoi d'acciaio addestrati e qualificati. Questi standard di ispezione dei serbatoi in acciaio costituiscono un precedente per la standardizzazione delle pratiche di ispezione nell'industria dei serbatoi compositi.
Serbatoi a superficie composita a rischio
Senza considerare le perdite successive, si stima che il guasto prematuro dei serbatoi di stoccaggio a superficie composita costerà all'industria più di 107 milioni di dollari all'anno. Il materiale composito è un materiale complesso nella costruzione e spesso non riceve l'attenzione che meritano gli ingegneri e le operazioni di produzione in officina. Sebbene i compositi abbiano uno status elevato come materiali preferiti per molte applicazioni chimiche, le loro proprietà sono meno prevedibili e più difficili da valutare rispetto ai materiali per serbatoi in acciaio omogeneo di qualità comune prodotti in serie con proprietà isotropiche come l'acciaio al carbonio A36 o l'acciaio inossidabile 316. Queste situazioni sono elementi importanti dell'esperienza dell'ispettore integrato dei serbatoi di superficie.
Il più recente studio formale sul guasto prematuro dei dispositivi compositi, che ha catturato un totale di 388 tipi di guasto e 328 cause, è stato condotto decenni fa. Dai dati di studio su serbatoi e contenitori compositi, il 52% dei tipi di guasto può essere attribuito a problemi di laminazione e il 75% a difetti del produttore. Le case history compilate da allora mostrano che i guasti si sono verificati anno dopo anno, con tipologie e proporzioni di cause simili a quelle identificate decenni fa. I serbatoi di stoccaggio a superficie composita sono costituiti da una varietà di design compositi eterogenei con anisotropia, non esiste un grado standard e sono essenzialmente fatti a mano. Pertanto, le modalità di rottura differiscono notevolmente tra acciaio e materiali compositi.
La risposta dell'industria dei compositi
La legge statunitense impone ai proprietari di serbatoi di superficie di prevenire, prepararsi e rispondere a disastri petroliferi e chimici. Inoltre, le modalità di guasto dei serbatoi di stoccaggio a superficie composita sono complesse e imprevedibili. Per soddisfare questi requisiti legali e di ispezione, gli ispettori devono essere formati e qualificati in termini molto specifici, stabilire responsabilità e ottenere risultati. Pertanto, l'industria dei compositi deve pubblicare pratiche standard di consenso sostenibili e formare per produrre ispettori qualificati.
