Nell’ambito della progettazione e realizzazione degli impianti industriali, la verifica dell’integrità delle tubazioni è indispensabile per prevenire dispersioni, ottimizzare le prestazioni operative e garantire la conformità tecnica delle linee di piping.
Prima dell’avvio operativo, infatti, ogni impianto industriale deve superare una serie di controlli per rilevare eventuali perdite, per evitare problemi durante l’esercizio e assicurare la conformità alle normative vigenti. Tra queste verifiche, il test di tenuta dell’impianto, o leak test, si configura come una delle procedure fondamentali.
Utilizzato in diversi contesti industriali, dal settore automobilistico a quelle farmaceutico fino all’industria spaziale, il leak testing consente di individuare anche le più piccole anomalie nei sistemi che contengono gas o liquidi, preservando l’integrità dei componenti e prevenendo problemi ambientali e malfunzionamenti operativi. Insieme al leak test, un’altra prova fondamentale per valutare la resistenza delle tubazioni è il burst test pressure, che permette di determinare il punto di rottura di un sistema di piping pressurizzato.
In questo approfondimento analizzeremo nel dettaglio cos’è il leak test, come si esegue la prova di tenuta di un impianto e quali sono le principali normative di riferimento per l’industrial leak testing , che garantiscono il controllo efficiente e sicuro durante tutte le fasi di collaudo degli impianti industriali.
Cos’è il leak test e perché è importante
Il leak testing, noto anche come test di tenuta o prova tenuta impianto, è un processo tecnico che consente di individuare la presenza di perdite in un sistema che trasporta gas o liquidi. Si tratta di una procedura essenziale in molteplici settori industriali in cui l’affidabilità dei componenti e la tenuta dei circuiti rappresentano requisiti imprescindibili per il corretto funzionamento dell’intero impianto.
Lo scopo principale del leak test è quello di verificare che un sistema sia sigillato correttamente, evitando la fuoriuscita di sostanze potenzialmente pericolose. Un pipe leak test ben eseguito consente di prevenire guasti, ridurre gli sprechi e tutelare l’ambiente.
Per completare questa valutazione e individuare anche le criticità legate alle sollecitazioni meccaniche, è altrettanto importante eseguire una piping stress analysis, che permette di analizzare come le forze interne ed esterne agiscano sull’integrità delle tubazioni, evidenziando i punti più esposti al rischio di rottura, perdita o deformazione e garantendo al contempo il rispetto delle normative tecniche.
Per eseguire la stress analysis delle linee piping puoi affidarti a ESAPRO Stress Interface, l’add-on di ESAPRO 3D Piping che consente di esportare la geometria direttamente nei principali software di verifica come CAESAR II®, PASS/SUITE®, ROHR2® e AutoPIPE®, semplificando il flusso di lavoro grazie alla generazione automatica dei file PCF.
Le tecniche impiegate per eseguire un leak test sono molteplici e ogni metodo viene scelto in base al contesto applicativo e al grado di sensibilità richiesto. In casi specifici, come nel sensitive leak test procedure for piping, è necessario un livello di rilevamento estremamente preciso, in grado di evidenziare anche le microfughe.
Esempi di applicazione del leak testing
Capire cos’è il leak test significa comprendere non solo la procedura, ma anche l’importanza della prevenzione: difetti come microfori, giunture imperfette o guarnizioni danneggiate possono infatti compromettere l’integrità di un’intera linea di piping. Per questo motivo, la prova di tenuta di un impianto industriale è considerata una fase strategica nel collaudo di ogni tipologia di impianto.
Queste verifiche tecniche, infatti, trovano applicazione in una vasta gamma di settori industriali, ognuno con esigenze specifiche legate alla sicurezza e all’affidabilità dei sistemi. Nell’automotive, ad esempio, il leak test viene effettuato per controllare la tenuta di serbatoi carburante, impianti frenanti e circuiti di raffreddamento; nel settore aerospaziale è fondamentale per verificare la pressurizzazione delle cabine e la tenuta dei sistemi di supporto vitale.
Anche nell’industria farmaceutica riveste un ruolo cruciale per assicurare la sterilità di blister e contenitori e garantire la sterilità dei processi di produzione, mentre nell’elettronica la prova di tenuta consente di proteggere componenti sensibili da umidità e contaminazioni. Infine, nel settore energetico il leak testing è essenziale per controllare la tenuta di pipeline, valvole, flange e interi impianti di produzione.
Principali metodi di leak testing
Quando si tratta di verificare l’ermeticità di un impianto di piping, è fondamentale scegliere il metodo di leak testing più adatto in base al tipo di fluido, al livello di sensibilità richiesto e al contesto applicativo.
Esistono diverse tecniche, ognuna con specifiche caratteristiche e campi d’impiego. Di seguito, una panoramica dei principali metodi utilizzati per individuare eventuali perdite in tubazioni e componenti industriali:
- Test di decadimento della pressione
Si pressurizza il sistema con gas (solitamente aria o azoto) e si monitora la variazione della pressione nel tempo. Una riduzione anomala della pressione indica una perdita. È uno dei metodi più diffusi per la sua semplicità e affidabilità.
- Prova di decadimento del vuoto
Invece di pressurizzare, si crea il vuoto all’interno del sistema e si controlla se la pressione interna aumenta nel tempo, segnale che aria o gas stanno entrando a causa di una perdita.
- Metodo delle bolle
Prevede l’applicazione di una soluzione sulla superficie da testare. La formazione di bolle indica la presenza di una fuga. È un metodo semplice ma efficace, ideale per individuare perdite visibili e localizzate.
- Prova in camera a vuoto
L’oggetto viene inserito in una camera depressurizzata. Eventuali perdite vengono rilevate misurando l’aumento di pressione nella camera. È una tecnica adatta a componenti sigillati e ad ambienti che richiedono un controllo estremamente preciso.
- Test con elio (helium leak testing)
Tra i più sensibili in assoluto, utilizza elio come gas tracciante. Dopo aver pressurizzato il sistema con elio, un rilevatore ad alta precisione individua eventuali tracce del gas all’esterno. È molto usato in settori critici come l’aerospaziale o il farmaceutico.
- Metodo della pressione assoluta
Simile al decadimento della pressione, ma si basa su un confronto preciso tra la pressione assoluta iniziale e quella rilevata dopo un determinato tempo. Richiede strumenti di misura ad alta precisione.
- Metodo del penetrante colorante
Utilizzato soprattutto per individuare microfessure superficiali, consiste nell’applicare un liquido colorato che penetra nelle imperfezioni. Dopo la rimozione del liquido in eccesso, eventuali residui rivelano la presenza di difetti.
- Rilevamento di perdite biologiche
Una metodologia avanzata che sfrutta microorganismi sensibili a determinati gas o sostanze. È impiegata in casi particolari che richiedono un monitoraggio ambientale biologico.
Ogni tecnica ha vantaggi e limiti, ed è compito dei tecnici e dei progettisti scegliere quella più idonea rispetto all’applicazione specifica, al contesto operativo e agli standard di sicurezza richiesti.
Normativa sui test di tenuta degli impianti industriali
La Sezione V del codice ASME (American Society of Mechanical Engineers) rappresenta uno standard di riferimento a livello mondiale per l’esecuzione di esami non distruttivi (NDE), tra cui rientrano anche i test di tenuta. Questo insieme di norme è parte integrante dell’ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), che stabilisce i requisiti tecnici per la progettazione, costruzione e collaudo di caldaie, recipienti a pressione e sistemi di tubazioni industriali.
In particolare, la Sezione V descrive in dettaglio le metodologie da seguire per verificare l’integrità di un sistema senza comprometterne la funzionalità, utilizzando tecniche come il test di pressione interna, il decadimento del vuoto e il rilevamento con gas traccianti come l’elio.
La normativa stabilisce parametri precisi per la preparazione del sistema da testare, le condizioni operative durante la prova, le apparecchiature da impiegare e i criteri di accettazione o rifiuto. Include inoltre indicazioni sulla calibrazione degli strumenti di misura, fondamentali per ottenere risultati accurati e confrontabili. L’obiettivo è duplice: da un lato garantire la sicurezza degli impianti in fase di messa in servizio o durante le ispezioni periodiche, dall’altro assicurare la conformità a requisiti normativi e contrattuali, spesso richiesti anche a livello internazionale.
Inoltre, l’ASME E1003 definisce il metodo standard per la prova di perdite con liquido sotto pressione, comunemente chiamata prova idrostatica. Il sistema viene riempito con un liquido (solitamente acqua) e portato a una determinata pressione per un tempo stabilito. L’obiettivo è verificare che non vi siano cali significativi di pressione, indicativi di eventuali perdite. È ampiamente utilizzata per verificare l’integrità strutturale di tubazioni, serbatoi e contenitori.
Infine, la norma API 570 si concentra sull’ispezione e sulla manutenzione delle tubazioni in esercizio negli impianti industriali, in particolare nel settore petrolifero e chimico. Anche se non dedicato esclusivamente al leak testing, include indicazioni per la verifica dell’integrità dei sistemi e per l’eventuale esecuzione di test di tenuta durante le fasi di ispezione, riparazione o riqualificazione delle tubazioni. È pensato per garantire sicurezza operativa e continuità produttiva in ambienti ad alto rischio.
