Quesito

Un fabbricante, certificato ASME VIII-1, deve produrre un apparecchio con riporto anti-corrosione sulla superficie interna (cladding) e vuole far eseguire questa saldatura da un fornitore esterno.
Il fornitore esterno deve essere certificato ASME?
 

Requisiti di ASME VIII-1

Il Codice VIII-1 di ASME tratta dei rivestimenti interni (linings) e dei riporti (claddings) nei seguenti paragrafi.
UG-26Linings -  Questo paragrafo stabilisce che i rivestimenti interni resistenti alla corrosione o all’abrasione, fissati o meno alla parete dell’apparecchio, non devono essere considerati come contribuenti alla resistenza della parete, fatto eccezione per quanto consentito nella Parte UCL e nell’Appendice F (non vincolante).
L’appendice 3 fornisce le definizioni di “clad vessel” e di “lined vessel”:
a)       Clad vessel: s’intende un apparecchio costituito da una materiale base dotato di uno strato di differente materiale resistente alla corrosione, ottenuto o facendo aderire integralmente a esso una lamiera (cladding) o per deposizione di un materiale d’apporto sul metallo base (weld overlay).
b)       Lined vessel: s’intende un apparecchio dotato di un rivestimento resistente alla corrosione collegato in modo intermittente alla parete dell’apparecchio.
La Parte UCL stabilisce i requisiti specifici a cui attenersi nella fabbricazione di apparecchi a pressione saldati, dotati di rivestimento interno anticorrosione integrale (cladding), o applicato con deposizione di materiale d’apporto sul materiale base (weld overlay), oppure fissato mediante saldatura intermittente (lining) 
Il comma (f) del paragrafo UCL-11 “Integral and Weld Metal Overlay Clad Material” stabilisce i requisiti nel caso in cui lo strato di cladding sia incluso nei calcoli di progetto, ossia sia considerato contribuire alla resistenza, come è consentito da UCL-23(c). In tal caso:
(1)         La saldatura di collegamento deve essere realizzata da un fabbricante in possesso del certificato di autorizzazione ASME.
(2)         La saldatura deve essere esaminata radiograficamente per tutta la sua estensione secondo quanto previsto da UW-51. In alternativa al radiografico, si può utilizzare il controllo ultrasonoro per la sua intera estensione, secondo quanto previsto da UW-53.
(3)         Qualora la saldatura non sia eseguita dal costruttore dell’apparecchio, la sua fornitura dovrà essere accompagnata da un Partial Data Report.
Il paragrafo UCL-55 “General” nella sezione “Marking and Reports” fornisce i requisiti cui si deve attenere il fabbricante per apporre il marchio ASME ed emettere il rapporto di fabbricazione. Esso rinvia ai requisiti generali espressi nei paragrafi da UG-115 a UG-120 con le seguenti integrazioni:
(a)          Nel Data Report, aggiungere la specifica e il tipo del materiale di rivestimento.
(b)          Nel Data Report, indicare il paragrafo di UCL-23 applicabile alla progettazione del fasciame e dei fondi.
La sezione "List of Changes in Record Number Order" di [1.], alla pagina lvii, riporta il Record Number 12-421 cui è associata la modifica di seguito descritta.
È stato aggiunto UCL-11(f). Le interpretazioni chiariscono che il Codice richiede che la saldatura di collegamento del materiale del cladding sia eseguita da un fabbricante in possesso del certificato di autorizzazione, qualora il materiale del cladding sia usato nei calcoli di progetto.
La modifica apportata stabilisce che, in questo scenario, allorché il rivestimento sia costituito da più strati collegati tra loro mediante saldatura, le saldature di collegamento degli stratisiano eseguite da un fabbricante certificato, siano sottoposte a esame radiografico completo, siano accompagnate da un rapporto di fabbricazione parziale (Partial Data Report) e abbiano apposto il marchio di certificazione, prima del collegamento finale al materiale base.
Numerose interpretazioni sono state pubblicate nel corso degli anni per fornire chiarimenti su cladding e lining (v. sezione Interpretazioni di ASME VIII-1 su cladding e lining).
Tra quelle elencate, la seguente tratta specificatamente dell’argomento in oggetto:
Interpretazione 15-1147 pubblicata il 14 maggio 2015 riguardo a “UCL-11 – Clad Plate”: https://cstools.asme.org/Interpretation/InterpretationDetail.cfm?TrackingNumber=10153
La domanda no. (2) dell’interpretazione 15-1147 afferma quanto segue:
…
Domanda (2):
Nel caso in cui: 1) uno strato di cladding sia ottenuto saldando insieme più lastre prima del collegamento al materiale base, 2) si ipotizzi che il cladding contribuisca alla resistenza della parete dell’apparecchio, e 3) il materiale del rivestimento sia conforme a quanto specificato in UVL-11(a), l’articolo UCL-11 della sezione VIII, divisione 1, intende consentire che le saldature tra le lastre intermedie siano eseguite da un fabbricante non in possesso di un certificato di autorizzazione?
Risposta (2):
No non è questa l’intenzione; le saldature devono soddisfare UW-26.
…
Si osserva che questa interpretazione si riferisce al cladding che contribuisce alla resistenza!
Il paragrafo UW-26 “General” nella sezione “Fabrication” della parte UW stabilisce quanto segue:
(a) Le regole dei paragrafi che seguono si applicano in modo specifico alla costruzione di apparecchi a pressione, e loro parti, realizzati mediante saldatura. Esse devono essere usate congiuntamente ai requisiti generali di fabbricazione nella Subsection A e ai requisiti di fabbricazione della Subsection C, riguardanti le diverse classi di materiali.
…
(b) Ogni fabbricante è responsabile della qualità delle saldature eseguite nella sua organizzazione. Come tale, il fabbricante deve eseguire test:
1) riguardanti le procedure di saldatura per accertarne la rispondenze ai requisiti del codice;
2) riguardo ai saldatori e agli operatori di saldatura per accertare la loro capacità di applicare le procedure in modo appropriato.
…
(c) Non si dovrà intraprendere nessuna attività di saldatura fintantoché le procedure di saldatura da applicarsi siano state qualificate.
Le saldature potranno essere eseguite solo da saldatori e operatori di saldatura qualificati in accordo alla Sezione IX.
…
(d) Un fabbricante in possesso di un certificato può ingaggiare, mediante contratto o accordo, saldatori esterni da utilizzare sia nella fabbrica indicata nel certificato di autorizzazione sia in campo (qualora sia consentito dal certificato di autorizzazione) per la fabbricazione di apparecchi o parte di essi, purché  siano soddisfate le seguenti condizioni.
…
1)        Il fabbricante certificato assuma la responsabilità dell’intera costruzione secondo il Codice.
2)        Tutte le saldature siano eseguite secondo le procedure di saldatura che il fabbricante certificato ha emesso in accordo alla Sezione IX.
3)        Tutti I saldatori impiegati siano stati qualificati dal fabbricante certificate secondo i requisiti della Sezione IX.
4)        Il Sistema di controllo della qualità del fabbricante certificate preveda, come minimo:
-       un requisito riguardante la competenza amministrativa, esclusiva e completa, oltre alla supervisione tecnica, del fabbricante sui saldatori impiegati;
-       l’evidenza dell’autorità del fabbricante nell’assegnare e rimuovere i saldatori impiegati a sua discrezione, senza coinvolgere nessun altra organizzazione;
-       un requisito per assegnare i simboli di identificazione dei saldatori;
-       l’evidenza che questo programma sia stato accettato dall’Agenzia Ispettiva Autorizzata che fornisce i servizi ispettivi.
Il fabbricante è, comunque, responsabile della conformità al codice dell’intero apparecchio e delle sue parti, cosicché sarà lui ad apporre il marchio di certificazione e a compilare ed emettere il modulo del rapporto di fabbricazione (Data Report Form) controfirmato dall’ispettore.
…
La domanda no. (3) dell’interpretazione 15-1147 afferma quanto segue:
Nei casi in cui: 1) uno strato di cladding è ottenuto saldando tra loro varie lastre prima del collegamento finale al materiale base; 2) il materiale del cladding è ipotizzato contribuire alla resistenza della parete cui è collegato; 3) il materiale del cladding è fornito in accordo a quanto specificato da UCL-11(a); l’articolo UCL-11 della sezione VIII, divisione 1, intende richiedere che le saldature tra i vari strati siano eseguite da un fabbricante in possesso di un certificato di autorizzazione?  
Risposta (3):
Si è questo l’intento, secondo quanto previsto da UG-120(c).
UG-120(c) stabilisce quanto segue (UG-120 Data Reports)
(c) Rapporti di fabbricazione parziale.
I rapporti di fabbricazione di parti di apparecchi a pressione, che richiedono un’attività ispettiva secondo la divisione 1 e che sono forniti da altri fabbricanti, esterni all’organizzazione del fabbricante responsabile dell’apparecchio e dell’apposizione su di esso del marchio di certificazione, saranno compilati dal fabbricante della parte e dal suo ispettore, utilizzando i formati U-2 e U-2A previsti per rapporti di fabbricazione parziale, seguendo le disposizioni della divisione 1. Essi saranno forniti in duplicato al costruttore dell’intero apparecchio [v. U-2(b)].
Il formato U-2A può essere usato a patto che consenta  di  inserire tutte le informazioni necessarie; altrimenti, si deve usare il modulo U-2. Questi rapporti parziali ricadono sotto l’autorità dell’ispettore che testimonia l’apposizione del marchio di certificazione [v. UG-90(c)].
I modelli U-2 o U-2A saranno allegati al modello U-1 o u-1A emesso dal fabbricante dell’intero apparecchio che apporrà il marchio di certificazione.
Fabbricanti con diverse unità produttive, ciascuna delle quali dotata di proprio certificato di autorizzazione, possono trasferire parti di apparecchi a pressione da un’unità all’altra senza emettere dei rapporti di fabbricazione parziale, purché il manuale di controllo della qualità descriva il metodo con cui avviene l’identificazione, il trasferimento e il ricevimento delle parti.   
 (1) Rapporti di fabbricazione per parti di apparecchi a pressione fornite da un fabbricante di parti all’utilizzatore di un apparecchio a codice esistente allo scopo di sostituire o riparare quelle parti saranno emessi secondo il modulo U-2 o U-2A dal fabbricante delle parti e dal suo ispettore secondo quanto previsto dalla divisione 1. Una copia del rapporto di fabbricazione parziale del fabbricante delle parti sarà fornito all’utilizzatore o al suo agente designato e conservato secondo il comma (a) di UG-120
(2) Il fabbricante delle parti deve indicare nello spazio dedicato ai “Remarks” in che estensione ha svolto  l’attività di progettazione. Qualora il fabbricante delle parti ha svolto solo una progettazione parziale, egli deve indicare qual è la porzione del progetto svolta.
(3) Tutte le parti di un apparecchio che sono state prodotto nella stessa giornata possono essere accompagnate da un solo modulo U-2 o U-2A, a patto che siano soddisfatte le seguenti condizioni:
- le parti sono identiche;
- il numero seriale del fabbricante deve avere una numerazione sequenziale ininterrotta;
- il sistema di controllo della qualità del fabbricante deve prevedere una procedura scritta per il controllo, lo sviluppo la distribuzione e l’archiviazione dei rapporti di fabbricazione parziali;
(4) L’appendice non obbligatoria W fornisce una guida per la preparazione dei rapporti di fabbricazione parziali.
L’articolo UG-11(e) stabilisce una procedura simile a quella di UW-26(d), ma non applicabile  ai riporti di cladding. Lo si segnala perché indicativo della filosofia adottata dal codice.
In esso si afferma che … al posto del requisito di UG-11(d)(4)(-a), il detentore del certificato può subappaltare a un individuo o un’organizzazione che non siano in possesso di un certificato ASME, parti standard che siano costruite secondo uno standard diverso da ASME purché le condizioni che seguono siano soddisfatte …
 

Conclusioni

In base a quanto esposto, l’aspetto focale da prendere in considerazione è se lo spessore del rivestimento è invocato o meno, come contributo alla resistenza della parete.
L’approccio usuale, stabilito da UG-26Linings, è di non considerare che i rivestimenti resistenti alla corrosione o all’abrasione, comunque essi siano fissati alla parete, contribuiscano alla resistenza di quest’ultima, fatto eccezione per quanto è permesso nella Parte UCL e nell’appendice F (non vincolante).
Come dichiarato dal Record Number 12-421, la voce (f) è stata aggiunta all’articolo UCL-11 per stabilire che, quando il cladding è utilizzato nei calcoli di progetto, il suo collegamento al materiale base deve essere eseguito da un costruttore certificato ASME.
Quando, invece, non si dà credito al contributo dello spessore di cladding ai fini della resistenza, il collegamento può essere eseguito da un costruttore non certificato ASME, purché siano soddisfatti i requisiti di UW-26(d).
In base a essi, il costruttore che esegue il collegamento deve essere certificato dal fabbricante che detiene il certificato ASME, secondo le modalità previste dal proprio manuale di controllo della qualità e le proprie procedure e specifiche di saldatura, nel rispetto dei requisiti della sezione IX del BPVC. Il fabbricante che detiene il certificato ASME assume su di sé la responsabilità della lavorazione, inclusi l’emissione del rapporto di fabbricazione e l’apposizione del certificato ASME.
 

Interpretazioni di ASME VIII-1 su “cladding” e  “lining”

  11. https://cstools.asme.org/Interpretation/InterpretationDetail.cfm?TrackingNumber=8666: UG-116, UW-40, UCS-56, Appendix 27, BC96-129. VIII-1-95-116
  13. https://cstools.asme.org/Interpretation/InterpretationDetail.cfm?TrackingNumber=8820: UCL-51 and Table UCS-56, BC00-080

Riferimenti

[1.]       
ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1, 2015 Edition, Rules for Construction of Pressure Vessel
[2.]       
http://www.thepetrostreet.com/forums/viewtopic.php?f=8&t=72 – thepetrostreet: Lining, Weld Overlay and Cladding. Forum.
[3.]       
http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=195180 – Difference between cladding and lining. Forum.
[4.]       
http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=107437 – Weld Overlay & Back Cladding for PV. Forum.
[5.]       
La Meccanica Padana – Cladding, Lining and Weld Overlay -
[6.]       
[7.]       
[8.]       
Tenaris – Solid CRA, Clad and Lined Pipes -
[9.]       
Materials Selection for Corrosion Control, by Sohan L. Chawla and Rajeshwar K. Gupta, ASM International 2010 (>>)
[10.]   
Stainless Steel Cladding and Weld Overlays – ASM Specialty Handbook: Stainless Steels, 06398G – J. R. Davis, Davis & Associates – 1994 ASM International -
[11.]   
https://app.aws.org/forum/topic_show.pl?tid=18575 – AWS American Welding Society Forum – Weld Metal Overlay & Cladding.
[12.]   
AMI Arc Machines, Inc. – Weld Overlay or Cladding - http://www.arcmachines.com/applications/weld-overlay-or-cladding
[13.]   
[14.]   
Crystal Industrial – Cladded & Weld Overlayed Components for Oil & Gas, refinery and Petrochemical Industry - http://www.crystalindustrial.in/download/cladding.pdf
[15.]   
[16.]   
[17.] 
Canadoil Group – Clad & Welded Overlay - http://www.canadoil.com/Products-Services4

 

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