EN 13445
La norma europea per i recipienti a pressione non esposti alla fiamma
La EN 13445 è la norma europea armonizzata che fornisce regole complete per la progettazione, la fabbricazione e l’ispezione dei recipienti a pressione non esposti alla fiamma operanti oltre 0,5 bar. Riconosciuta in tutto lo Spazio Economico Europeo, rappresenta il percorso principale per dimostrare la conformità alla Direttiva PED 2014/68/UE (Direttiva Equipaggiamenti a Pressione).
Calcola con NextGenCos’è la EN 13445?
La EN 13445 è una serie di norme europee pubblicate dal CEN (Comitato Europeo di Normazione) che definisce i requisiti per i recipienti a pressione non esposti alla fiamma realizzati in acciaio, leghe di nichel e altri materiali metallici.
Pubblicata per la prima volta nel 2002 come sostituzione di varie norme nazionali in Europa, la EN 13445 ha unificato le pratiche di progettazione dei recipienti a pressione in un unico quadro armonizzato. Si applica ai recipienti che non sono direttamente esposti alla fiamma o ai gas di combustione, coprendo un’ampia gamma di apparecchiature industriali tra cui scambiatori di calore, reattori, colonne, serbatoi di stoccaggio e serbatoi d’aria.
La norma è strutturata in undici parti. Le Parti da 1 a 5 costituiscono il nucleo fondamentale, coprendo i requisiti generali, i materiali, la progettazione, la fabbricazione e l’ispezione. Le Parti 6, 8, 10 e 11 estendono la norma a materiali aggiuntivi (ghisa, alluminio, nichel, titanio), mentre le Parti 7 e 9 sono Rapporti Tecnici CEN sulla valutazione della conformità PED e sulla conformità alla ISO 16528.
Dati principali
- Pubblicata da: CEN (TC 54)
- Prima edizione: 2002
- Ambito di applicazione: Recipienti a pressione non esposti alla fiamma > 0,5 bar
- Armonizzata con: PED 2014/68/UE
- Materiali: Acciai, leghe di nichel, alluminio, titanio, ghisa
- Sostituisce: Codici nazionali (BS 5500, CODAP, AD Merkblatt, VSR, ecc.)
Le undici parti della EN 13445
Parte 1 Generalità
Contiene informazioni generali sul campo di applicazione della norma, nonché termini, definizioni, grandezze, simboli e unità di misura utilizzati in tutta la norma.
Parte 2 Materiali
Tratta la filosofia generale sui materiali, il raggruppamento dei materiali e il comportamento a bassa temperatura. Limitata agli acciai con sufficiente duttilità e, per i componenti nel campo dello scorrimento viscoso, sufficiente duttilità a scorrimento viscoso. Fornisce inoltre i requisiti generali per le condizioni tecniche di fornitura e la marcatura dei materiali.
Parte 3 Progettazione
Fornisce le regole per la progettazione e il calcolo sotto pressione interna e/o esterna, carichi locali e azioni diverse dalla pressione. Prevede il Design by Formulae (DBF), il Design by Analysis (DBA) e il Design by Experiment (DBE). Stabilisce inoltre i requisiti per l’analisi a fatica. Questa è la sezione di calcolo fondamentale utilizzata quotidianamente dagli ingegneri di recipienti a pressione.
Parte 4 Fabbricazione
Specifica i requisiti per la fabbricazione dei recipienti a pressione non esposti alla fiamma e i loro collegamenti a parti non in pressione, inclusa la tracciabilità dei materiali, le tolleranze di fabbricazione, i requisiti di saldatura, le giunzioni permanenti diverse dalla saldatura, le prove di produzione, la formatura, il trattamento termico, le riparazioni e le operazioni di finitura.
Parte 5 Ispezione e prove
Copre le attività di ispezione e prova per la verifica della conformità, inclusa la revisione del progetto, i controlli non distruttivi (CND), il controllo della documentazione, la tracciabilità dei materiali, la preparazione dei giunti e la saldatura. Il gruppo di prova determina il livello CND e il coefficiente di giunzione utilizzato nella progettazione. I CND seguono il livello di qualità «C» della EN ISO 5817 per i carichi non ciclici e «B» per i carichi ciclici.
Parte 6 Ghisa a grafite sferoidale
Regole speciali per materiali, progettazione, fabbricazione, ispezione e prove dei recipienti a pressione realizzati in ghisa a grafite sferoidale. Le regole delle Parti 2–5 si applicano con le aggiunte e le eccezioni indicate in questa parte.
Parte 7 Valutazione della conformità PED CEN/TR
Rapporto Tecnico CEN che fornisce indicazioni su come utilizzare le procedure di valutazione della conformità previste dalla Direttiva PED.
Parte 8 Alluminio e leghe di alluminio
Regole speciali per materiali, progettazione, fabbricazione, ispezione e prove dei recipienti a pressione realizzati in alluminio e leghe di alluminio. Le regole delle Parti 2–5 si applicano con le aggiunte e le eccezioni indicate in questa parte.
Parte 9 Conformità alla ISO 16528 CEN/TR
Rapporto Tecnico CEN che dettaglia la conformità della serie EN 13445 alla ISO 16528-1 «Caldaie e recipienti a pressione — Parte 1: Requisiti prestazionali».
Parte 10 Nichel e leghe di nichel
Regole speciali per materiali, progettazione, fabbricazione, ispezione e prove dei recipienti a pressione realizzati in nichel e leghe di nichel. Le regole delle Parti 2–5 si applicano con le aggiunte e le eccezioni indicate in questa parte.
Parte 11 Titanio e leghe di titanio Nuova — 2024
L’ultima aggiunta alla serie EN 13445 (settembre 2024). Regole speciali per materiali, progettazione, fabbricazione, ispezione e prove dei recipienti a pressione realizzati in titanio e leghe di titanio.
Clausole di progettazione EN 13445-3
La Parte 3 è il cuore della EN 13445 e fornisce regole dettagliate di progettazione tramite formule per i componenti dei recipienti a pressione. La tabella seguente elenca tutte le principali clausole di progettazione e gli allegati, indicando quali calcoli sono supportati dal software NextGen.
| Clausola | Descrizione | NextGen |
|---|---|---|
| Clausola 5 | Criteri base di progettazione — condizioni di carico, pressione di calcolo, temperatura, coefficienti di sicurezza | |
| Clausola 6 | Tensioni ammissibili massime — tensione nominale di progetto per tutti i gruppi di materiali | |
| Clausola 7 | Mantelli sotto pressione interna — sezioni cilindriche, sferiche e coniche | |
| Clausola 8 | Mantelli sotto pressione esterna — analisi di instabilità, progetto degli anelli di irrigidimento | |
| Clausola 9 | Aperture nei mantelli — rinforzo dei bocchelli, efficienza del legamento, aperture multiple | |
| Clausola 10 | Fondi piani — fondi piani circolari e non circolari, con e senza tiranti | |
| Clausola 11 | Flange — flange integrali, a collarino libero e inverse con interazione della guarnizione | |
| Clausola 12 | Fondi bombati imbullonati — fondi di chiusura caricati a pressione e imbullonati | |
| Clausola 13 | Piastre tubiere di scambiatori di calore — configurazioni fisse, a testa flottante e a U | |
| Clausola 14 | Giunti di dilatazione — vita a fatica, rigidezza elastica e analisi di stabilità | |
| Clausola 15 | Recipienti a sezione rettangolare — regole di progettazione per sezioni trasversali non circolari | |
| Clausola 16 | Carichi aggiuntivi non di pressione — vento, sisma, pesi propri e forze delle tubazioni | |
| Clausola 17 | Verifica a fatica semplificata — criteri di screening e valutazione conservativa a fatica | |
| Clausola 18 | Verifica a fatica dettagliata — curve S-N, conteggio dei cicli, danno cumulativo | |
| Clausola 19 | Progettazione allo scorrimento viscoso — regole di progetto dipendenti dal tempo ad alta temperatura | |
| Clausola 20 | Regole di progettazione per pareti piane rinforzate | |
| Clausola 21 | Fondi piani circolari con nervature radiali di rinforzo | |
| Clausola 22 | Analisi statica di recipienti verticali alti su gonne |
Allegati
| Allegato | Descrizione | NextGen |
|---|---|---|
| Allegato E | Deviazione dalla circolarità — metodo di valutazione della fuori-rotondità | |
| Allegato F | Pressione esterna ammissibile per recipienti con deviazioni dalla circolarità | |
| Allegato G | Regole alternative per la progettazione delle flange — metodo semplificato per flange standard | |
| Allegato J | Progettazione alternativa delle piastre tubiere — metodi di calcolo aggiuntivi | |
| Allegato S | Estrapolazione delle tensioni di scorrimento viscoso — previsione della resistenza dipendente dal tempo |
Verifiche aggiuntive
Oltre alle clausole fondamentali della EN 13445-3, NextGen supporta anche calcoli secondo norme correlate frequentemente utilizzate insieme alla EN 13445:
- EN 1591-1 — Flange e loro giunzioni (calcolo basato sulla guarnizione)
- EN 1092-1 — Flange in acciaio (designazione PN)
- EN 1759-1 — Flange in acciaio (designazione Class)
- Bollettini WRC — Carichi locali sui bocchelli (WRC 107/537)
- EN 13480 — Tubazioni industriali metalliche
- EJMA — Standard della Expansion Joint Manufacturers Association
- TEMA — Standard della Tubular Exchanger Manufacturers Association
- ASME PCC-1 — Linee guida per l’assemblaggio di giunti flangiati imbullonati in pressione
- PD 5500 — Specifica per recipienti a pressione non esposti alla fiamma (norma britannica)
- Nozzle PRO — Analisi dei bocchelli basata su FEA
Conformità PED e EN 13445
La Direttiva PED 2014/68/UE (Direttiva Equipaggiamenti a Pressione) è una legislazione obbligatoria in tutti gli stati membri dell’UE e del SEE. La EN 13445, in quanto norma armonizzata ai sensi della PED, fornisce una presunzione di conformità ai requisiti essenziali di sicurezza della direttiva.
Quando un recipiente a pressione è progettato e fabbricato in conformità alla EN 13445, il fabbricante beneficia di una presunzione di conformità alla PED. Ciò significa che il recipiente è considerato conforme ai Requisiti Essenziali di Sicurezza (RES) della direttiva senza prove aggiuntive, semplificando notevolmente il processo di valutazione della conformità.
Come la EN 13445 supporta la conformità PED
- Allegato I (RES 1 – Generali): Le Parti 1, 3 e 5 stabiliscono la metodologia di progetto, i coefficienti di sicurezza e i requisiti di ispezione in linea con le disposizioni generali dell’Allegato I della PED.
- Allegato I (RES 4 – Materiali): La Parte 2 garantisce che vengano utilizzati solo materiali conformi alle proprietà meccaniche e ai requisiti di prova specificati dalle norme EN.
- Allegato I (RES 3 – Fabbricazione): La Parte 4 tratta i requisiti di saldatura, formatura e trattamento termico corrispondenti ai RES di fabbricazione della PED.
- Allegato I (RES 5 – Messa in servizio): La Parte 5 definisce le pressioni di prova idrostatica e i criteri di accettazione coerenti con i requisiti di messa in servizio della PED.
Classificazione PED
La PED classifica le attrezzature a pressione in quattro categorie (da I a IV) in base al tipo di fluido, alla pressione massima ammissibile (PS) e al volume (V) o alla dimensione nominale (DN). Maggiore è la categoria, più rigorosa è la procedura di valutazione della conformità.
| Categoria | Moduli di valutazione |
|---|---|
| I | Modulo A (controllo interno della produzione) |
| II | Moduli A2, D1, E1 |
| III | Moduli B+D, B+F, B+E, B+C2, H |
| IV | Moduli B+D, B+F, G, H1 |
La EN 13445 è elencata nella Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea come norma armonizzata ai sensi della PED 2014/68/UE.
EN 13445 rispetto ad altri codici di calcolo
Gli ingegneri hanno spesso la necessità di scegliere tra diversi codici internazionali per recipienti a pressione o di confrontarli. La tabella seguente evidenzia le principali differenze tra EN 13445, ASME VIII e AD 2000 Merkblatt.
| Aspetto | EN 13445 | ASME VIII Div. 1 & 2 | AD 2000 Merkblatt |
|---|---|---|---|
| Ente emittente | CEN (Europeo) | ASME (USA) | VdTÜV (Germania) |
| Ambito geografico | Paesi UE / SEE | Mondiale (predominante in Americhe, Asia) | Germania, Europa Centrale |
| Armonizzazione PED | Sì — Elencata nella Gazzetta Ufficiale dell’UE | Parziale — Accettata con lacune | Sì — Elencata nella Gazzetta Ufficiale dell’UE |
| Approccio di progetto | Approccio semi-analitico avanzato: DBF + DBA, vicino alla meccanica strutturale moderna | Div. 1: DBF tradizionale / Div. 2: DBF + DBA (elastico, elastoplastico, fatica) / Div. 3: altissima pressione | DBF fortemente prescrittivo con elevati coefficienti di sicurezza |
| Coefficiente di sicurezza (trazione) | 2,4 su Rm | 3,5 su Rm (Div. 1) / 2,4 (Div. 2) | 2,4 su Rm |
| Analisi a fatica | Completa (Clausole 17 & 18) | Solo Div. 2 (dettagliata) | AD 2000 S1/S2 (semplificata) |
| Progetto allo scorrimento viscoso | Clausola 19 + Allegato S | Div. 1 & Div. 2 (Part 5) tramite valori ammissibili dipendenti dal tempo di ASME IID | AD 2000 S6 |
| Sistema dei materiali | Norme EN (EN 10028, EN 10222, ecc.) con tracciabilità PED (certificati EN 10204) | Specifiche ASME SA/SB — ampia banca dati per impianti oil & gas e chimici | Materiali EN + DIN (W.Nr.) con restrizioni più severe su alcuni acciai |
| Conservatività delle tensioni ammissibili | Generalmente meno conservativa — spessori ottimizzati, componenti più leggeri | Div. 1: conservativa (spessori maggiori) / Div. 2: paragonabile alla EN 13445 | Conservativa — elevati margini di sicurezza, componenti generalmente più pesanti |
| Carichi esterni | Clausola 16: vento, sisma, pesi propri, forze delle tubazioni — con riferimenti agli Eurocodici | Div. 2 (4.1): disposizioni generali; carichi locali tramite codici ausiliari WRC | AD S3/S4: vento e carichi aggiuntivi (semplificati) |
| Recipienti rettangolari | Clausola 15 | Div. 1 (Part UNC) & Div. 2 (4.12) | AD B5, B5/1 |
| Giunti di dilatazione | Clausola 14 | Div. 1 (Part UEB) & Div. 2 (4.19) | AD B13 (solo singolo strato) |
| Complessità e casi d’uso ideali | Complessa e dettagliata — ideale per progettazioni personalizzate, verifiche avanzate e ottimizzazione del peso. Richiede software di calcolo avanzato. | Div. 1: facile da applicare, riferimento globale per progetti internazionali. Div. 2: più impegnativa ma potente per progettazioni ottimizzate. | Più semplice da applicare — preferita nel contesto normativo tedesco e per apparecchiature standardizzate. |
| Licenza / accesso | Acquisto presso i membri CEN | Abbonamento o acquisto BPVC | Acquisto presso Beuth Verlag |
Punti di forza della EN 13445
Approccio semi-analitico avanzato vicino alla meccanica strutturale moderna. Tensioni ammissibili meno conservative che consentono spessori ottimizzati e recipienti più leggeri. Clausole dedicate per recipienti rettangolari, giunti di dilatazione e pareti piane rinforzate. Metodologie complete per fatica, scorrimento viscoso e carichi esterni con integrazione degli Eurocodici. Conformità diretta alla PED. Ideale per progettazioni personalizzate e ottimizzazione del peso — il software NextGen rende questi calcoli avanzati rapidi e accessibili.
Quando utilizzare l’ASME
Lo standard di riferimento globale per progetti internazionali, specialmente in Nord America, Medio Oriente e Asia. Richiesto dal NBIC per i recipienti registrati nelle giurisdizioni statunitensi. La Div. 1 è ampiamente utilizzata e facile da applicare; la Div. 2 offre analisi avanzate elastiche ed elastoplastiche paragonabili al DBA della EN 13445; la Div. 3 copre le applicazioni ad altissima pressione.
Quando utilizzare l’AD 2000
Approccio fortemente prescrittivo preferito nel contesto normativo tedesco e dai fabbricanti con tradizione DIN. Più semplice da applicare per apparecchiature standardizzate, con elevati margini di sicurezza che producono componenti robusti ma più pesanti. Spesso utilizzato come alternativa o complemento alla EN 13445 nell’Europa Centrale.
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