VERIFICA STRUTTURALE SU CARROPONTE BITRAVE

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1 PEDRIELLI Portata: Kg Anno: 1996 Matr. ISPESL: MO 224/96 VERIFICA STRUTTURALE SU CARROPONTE BITRAVE CON ACCERTAMENTO DEI CICLI DI VITA RESIDUI E DELLO STATO DI CONSERVAZIONE DELLA CARPENTERIA (UNI ISO , ISO 9927, ISO 12482) Cliente: Bologna L Ingegnere Esperto (UNI ISO Punto 5.2.2)

2 2 INDICE RIFERIMENTI NORMATIVI pag.3 DATI IDENTIFICATIVI DELLA MACCHINA pag.4 GENERALITA pag.5 DETERMINAZIONE DELLA VITA RESIDUA Classe dell apparecchio di sollevamento Regime di carico Numero di cicli residui teorici Calcolo Durata di Utilizzo Teorica unità di sollevamento pag.6 pag.6 pag.6 pag.7 pag.9 ISPEZIONE GENERALE DELLA GRU pag.12 CONCLUSIONI pag.13 ALLEGATI 1. Pag.3 Libretto di omologazione ISPESL della gru pag Dichiarazione Cliente di frequenza utilizzo e regime di carico della gru pag Rapporto di controllo magnetoscopico della carpenteria pag Certificato di qualifica operatore CND MT 2 Liv. pag.19

3 RIFERIMENTI NORMATIVI 3 Le fasi di analisi e verifica sono state condotte in accordo alle seguenti disposizioni normative, per quanto applicabili in relazione al criterio di calcolo adottato, evidenziato nel prosieguo della presente relazione: Decreto legislativo 9 Aprile 2008, n.81 Attuazione dell Articolo 1 della Legge 3 Agosto 2007, n.123, in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro Decreto legislativo 3 Agosto 2009, n.106 Disposizioni integrative e correttive del Decreto Legislativo 9 Aprile 2008, n.81, in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro Decreto Ministeriale 11 Aprile 2001 Disciplina delle modalità di effettuazione delle verifiche periodiche di cui all Allegato VII del decreto legislativo 9 Aprile 2008, n. 81, nonché i criteri per l abilitazione dei soggetti di cui all Art. 71, comma 13, del medesimo decreto legislativo Decreto del Presidente della Repubblica n 459 del 24/07/1996 (Direttiva Macchine) Regolamento per l attuazione delle direttive 89/392/CEE, 91/368, 93/44, e 93/68 concernenti il riavvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative alle macchine Decreto legislativo 27 Gennaio 2010, n.17 Attuazione della Direttiva 2006/42/CE, relativa alle macchine CNR-UNI 10011/88 Costruzioni in acciaio. Istruzioni per il calcolo, l esecuzione, il collaudo e la manutenzione CNR-UNI 10021/85 Strutture in acciaio per apparecchi di sollevamento. Istruzioni per il calcolo, l esecuzione, il collaudo e la manutenzione DIN Verifiche e analisi sulle strutture in acciaio degli apparecchi di sollevamento UNI-ISO 4301/1 Apparecchi di sollevamento. Classificazione. Generalità UNI-ISO 9927/1 Apparecchi di sollevamento. Ispezioni. Generalità ISO Gru. Condizioni di monitoraggio. Generalità FEM Regole di calcolo degli apparecchi di sollevamento FEM Periodi di funzionamento sicuro degli apparecchi di sollevamento (S.W.P.) FEM Classificazione degli apparecchi di sollevamento

4 DATI IDENTIFICATIVI DELLA MACCHINA 4 Tipo Casa costruttrice CARROPONTE BITRAVE PEDRIELLI n fabbrica Anno di costruzione 1996 Classe Carpenteria A4 CNR 10021/85 Classe Meccanismi 1Am - FEM Matr. ISPESL MO 224/96 Portata max Scartamento Luogo verifica Kg cm Modena Data verifica 02/02/2017

5 VERIFICA STRUTTURALE SU GRU A PONTE ESEGUITA DA INGEGNERE ESPERTO 5 (UNI ISO , ISO 9927, ISO 12482) GENERALITA Il sottoscritto Ing. iscritto all Ordine degli Ingegneri della provincia di Bologna al n, in possesso dei requisiti previsti dalla norma UNI-ISO , accerta i cicli di vita residui teorici e lo stato di conservazione dell apparecchio di sollevamento precedentemente identificato. Tali verifiche hanno lo scopo di assicurare il funzionamento in piena sicurezza dell apparecchio di sollevamento prevenendone eventuali deviazioni dal corretto comportamento. Le gru sono soggette, infatti, a fenomeni di fatica strutturale che, nel corso del tempo e sotto l azione di carichi variabili, possono portare all indebolimento di sezioni strutturali con conseguenti possibili cedimenti. Dall esame della documentazione acquisita, da una valutazione dello stato generale dell apparecchio e dai controlli eseguiti sulla struttura e dalle prove in esercizio, in riferimento alle Leggi in vigore ed alle Norme Tecniche emanate (UNI ISO ) è risultato che la macchina si trova in un discreto stato di conservazione, tuttavia si è ritenuto di effettuare indagini strumentali (CND) con metodo magnetoscopico (MT) delle quali si allega il rapporto di controllo magnetoscopico n 23T/17.

6 DETERMINAZIONE DELLA VITA RESIDUA 6 In base ad una ricostruzione approssimata della vita della gru a ponte e in base ai periodi di lavoro e al carico di lavoro dichiarati dal Cliente (vedi allegato), si procede alla valutazione della vita residua dell apparecchio per determinare la sua idoneità ad essere mantenuto in esercizio con le necessarie garanzie di sicurezza ed affidabilità. Il metodo di calcolo adottato per la valutazione della vita residua fa riferimento alle Norme CNR 10021/85 (Strutture in Acciaio per apparecchi di sollevamento), FEM (Classificazione dei meccanismi degli apparecchi di sollevamento) e FEM 9.755, la quale definisce le misure per il raggiungimento dei periodi di funzionamento in piena sicurezza (S.W.P.). Per il calcolo delle ore di funzionamento residue si prendono in esame solo i meccanismi di sollevamento (salita e discesa), perché rispetto alla traslazione del carrello e allo scorrimento del ponte, sono quelli maggiormente impegnati e direttamente correlati con potenziali eventi pericolosi ai fini della sicurezza. Per la definizione della struttura si stabilisce la Classe dell apparecchio in base alle norme citate; tale classe è quella a cui corrisponde uno spettro di carico ed una vita convenzionale compatibile con il tipo di apparecchio in esame. Oltre alla definizione della classe è necessario determinare i due parametri fondamentali che sono il Regime di Carico ed il Numero totale di cicli di lavoro. Classe dell apparecchio Per la definizione delle classi di appartenenza della struttura, da un esame della documentazione della macchina ed in base a quanto dichiarato dal Cliente (vedi allegato), si considera la seguente Classe: Classe Carpenteria A4 CNR 10021/85 Classe Meccanismi 1Am - FEM Regime di carico Il regime di carico è caratterizzato da uno spettro che mette in relazione i carichi che l apparecchio è destinato a sollevare con il numero di volte che tale sollevamento si verifica. Tale regime di carico è individuato dal fattore di spettro K p dell apparecchio in oggetto che è così definito (punto 2.2 CNR 10021/85):

7 K p = n i ni n Pi P max 3 7 La storia d impiego della gru sulla base dei dati dichiarati dall utilizzatore (vedi allegato) è riassunta nella tabella seguente: Periodo Cicli giorni anni Carico medio sollevato [Kg] 1996/2000 (4 anni) = Kg (20% Pmax) 2000/2005 (5 anni) MACCHINA FERMA = Kg (25% Pmax) 2005/2017 (12 anni) = Kg (20% Pmax) = Kg (15% Pmax) Totale Sulla base di tali dati risulta che il fattore di spettro corrispondente alla storia complessiva della gru è il seguente: K p = n i ni n Pi P max 3 = 0,006 Per questo valore del fattore di spettro, dal prospetto 2-II delle citate norme, si ha un Regime di carico Q1 1. Numero di cicli residui teorici Per le strutture il numero teorico comparato di cicli di carico può essere calcolato in base alla seguente formula: dove: C = n K p F C = Cicli effettuati teorici; K p = Fattore di spettro del carico (assunto in via cautelativa uguale a 1 2 anziché 0,006); n = Cicli di carico dichiarati. 1 Per il fattore di spettro Kp 0,125 si ha un Regime di Carico Q1

8 F = 1,5 3 (Fattore amplificativo dei cicli di carico) 8 C = ,5 = cicli Il numero teorico di cicli di carico residui si ottiene dal confronto del totale teorico di cicli di carico effettuati con il valore di cicli di carico in relazione al Regime di Carico Q4 ed alla Classe A4, cioè al valore , come si evince dalla seguente tabella: Si evince quindi che i cicli di carico residui teorici della macchina in oggetto sono: = cicli residui teorici (64,8%) Tale valore di vita residua è da considerarsi come puramente indicativo, in quanto altre ragioni, oltre l affaticamento delle strutture, possono influenzare e di conseguenza accorciare la vita dell apparecchio quali, ad esempio, manovre errate, manutenzioni non puntuali, avarie alle parti elettromeccaniche ed agli apparecchi di controllo, variazione della frequenza di utilizzo e del regime di carico, ecc. Per questi motivi si consiglia una ulteriore verifica strutturale (con indagini non distruttive) dopo 5 anni a partire dalla data della presente relazione, per andare a rivalutare la vita residua teorica e capire se permangono le condizioni di sicurezza a livello strutturale. 2 L assunzione cautelativa di Kp = 1 anziché 0,006 nasce dal fatto che la fatica strutturale non è l unico elemento degradante delle strutture, intervengono infatti fattori legati all usura, alla corrosione, ecc. che inevitabilmente comportano una deriva di cui si deve tenere conto. 3 L'adozione di un coefficiente amplificativo dei cicli di carico pari a F=1,5 deriva dall'incertezza nel risalire all'effettivo utilizzo della macchina nel suo passato (ISO ).

9 Calcolo Durata Di Utilizzo Teorica unità di sollevamento 9 La gru a ponte è dotata di un paranco di sollevamento da kg di portata. Dall esame della documentazione acquisita e dalla dichiarazione dell utilizzatore, della quale ne assume piena responsabilità, si stima che il meccanismo dell unità di sollevamento elettrica a fune marca GUTTER mod. GM110S4/5, n. di fabbrica , anno 1982 è classificato nel gruppo 1Am della regola FEM che determina una classe di utilizzo T 2 = 800 ore di funzionamento a pieno carico. A tal proposito si è fatto riferimento alla regola FEM 9.755, la quale definisce le misure per il raggiungimento dei periodi di funzionamento in piena sicurezza (S.W.P.) e alla regola FEM che classifica i meccanismi degli apparecchi di sollevamento. Per il paranco l effettiva durata di utilizzo S può essere calcolata in base alla seguente formula: dove: S = K mi T i f K mi = coefficiente effettivo dello spettro di carico; T i = numero delle ore di funzionamento; f = coefficiente del metodo di rilevazione, che per macchine senza contatore, facendo una stima delle ore di funzionamento e con spettro di carico vale 1,2. Periodo fuori uso ( e anni) Il Cliente dichiara (vedi allegato) che la macchina in questo periodo è rimasta fuori servizio. A tal proposito si è fatto riferimento alla regola FEM 9.755, la quale definisce le misure per il raggiungimento dei periodi di funzionamento in piena sicurezza (S.W.P.), dove al punto (Periods out of use) si evince che la durata di utilizzo per i periodi fuori uso è determinata nel modo seguente: dove: D 1 = f K m T i N fs K m = coefficiente dello spettro di carico teorico uguale 0,125; T i = numero delle ore di funzionamento teoriche (0,5 ore/giorno 250 giorni/anno = 125 ore/anno); f = fattore di amplificazione uguale a 1,5; N fs = numero anni fuori servizio.

10 Esplicitando i parametri, il valore della durata di utilizzo D 1 risulta essere pari a: 10 D 1 = 1,5 0, = 445,3 ore Periodo 1996/2000 Utilizzando il seguente spettro di carico ricavato dalle dichiarazioni di utilizzo del Cliente: 50% del tempo con 4000 Kg pari al 20% del carico max 50% del tempo con peso morto, pari a 0 % del carico max Si risale al valore dello spettro di carico K m come somma dei moduli dei singoli spettri di carico K mi, come indicato dalla seguente formula ai sensi della FEM 9.511: n 3 [( β + γ ) ] K m = t i Dove β i e t i sono due coefficienti che dipendono rispettivamente dalla percentuale di peso sollevato (rispetto alla portata nominale) e dalla relativa percentuale di tempo impiegato, mentre γ rappresenta il peso morto, in questo caso uguale a 0 kg. Esplicitando i calcoli il parametro che si ottiene è: i i K m = 0,2³ 0,5 + 0³ 0,5 = 0,004 Dalla analisi tecnica del manuale della gru, e dalle modalità medie di utilizzo dichiarate dal Cliente, è stato possibile ricavare i seguenti dati: 1. Salita e discesa: 4 2 m/ciclo = 8 m/ciclo 2. Numero cicli per giorno: 4 cicli/giorno 3. Giorni di lavoro annui: 100 giorni/anno 4. Velocità di sollevamento: 3,2 m/min. Il tempo di funzionamento, in assenza di contatore, è possibile stimarlo con la seguente formula: T i = = 16,7 ore / anno 60 3,2

11 11 Di conseguenza l effettiva durata di utilizzo annua è la seguente: S = K mi T i f = 0,004 16,7 1,2 1 ora/anno Il valore medio ricavato va moltiplicato per gli anni dal 1996 al 2000, cioè 4 anni: D 2 = S (n anni) = 1 4 = 4 ore Periodo 2005/2017 Utilizzando il seguente spettro di carico ricavato dalle dichiarazioni di utilizzo del Cliente: 4,5% del tempo con 5000 Kg pari al 25% del carico max 18,2% del tempo con 4000 Kg pari al 20% del carico max 27,3% del tempo con 3000 Kg pari al 15% del carico max 50% del tempo con peso morto, pari a 0% del carico max K m = 0,25³ 0, ,2³ 0, ,15³ 0, ³ 0,5 = 0,003 Dalla analisi tecnica del manuale della gru, e dalle modalità medie di utilizzo dichiarate dal Cliente, è stato possibile ricavare i seguenti dati: 5. Salita e discesa: 4 2 m/ciclo = 8 m/ciclo 6. Numero cicli per giorno: 11 cicli/giorno 7. Giorni di lavoro annui: 100 giorni/anno 8. Velocità di sollevamento: 3,2 m/min T i = = 45,8 ore / anno 60 3,2 Di conseguenza l effettiva durata di utilizzo annua è la seguente: S = K mi T i f = 0,003 45,8 1,2 1 ora/anno Il valore medio ricavato va moltiplicato per gli anni dal 2005 al 2017, cioè 12 anni: D 3 = S (n anni) = 1 12 = 12 ore D tot = D 1 + D 2 + D 3 = 445, = 461,3

12 12 Quindi, essendo che la classe 1Am stabilisce una durata teorica di utilizzo (espressa in ore di funzionamento a pieno carico) pari a 800 ore, si evince che la Riserva di Utilizzo R per la macchina in oggetto è: R = ,3 = 338,7 ore (42%) ISPEZIONE GENERALE DELLA GRU Da un esame visivo e strumentale dei vari elementi costituenti le strutture portanti e da informazioni acquisite e dai dati forniti dal Cliente è emerso quanto segue: 1. Le sezioni più sollecitate della struttura non presentano riduzioni apprezzabili e le saldature non presentano difetti o alterazioni; 2. Non si notano particolari di carpenteria che evidenzino segni di cattiva manutenzione; 3. La fune di sollevamento, le giunzioni, e i gruppi di sollevamento sono stati ispezionati esternamente e sono stati valutati in buono stato e conformi alle norme di resistenza; 4. L impianto elettrico a bordo macchina ha conservato caratteristiche di efficienza accettabili; 5. Le pulegge e il tamburo presentano usura nella norma e comunque tale da non compromettere il corretto avvolgimento delle funi; 6. Il gancio di sollevamento si presenta integro e privo di anomalie funzionali di movimento e con usura entro i limiti previsti dalla norma UNI Durante la verifica la macchina in oggetto è stata inoltre sottoposta a prove funzionali e di funzionamento, in seguito alle quali non sono emerse criticità. Si prescrive, infine, che durante l esercizio della gru venga effettuata da parte di tecnico specializzato un idonea manutenzione con i controlli previsti dal Costruttore e dalle norme di buona tecnica, oltre ai controlli e alle verifiche di legge.

13 CONCLUSIONI 13 Sulla base dell esame visivo, dei controlli non distruttivi con particelle magnetiche, delle prove funzionali e di funzionamento, dell'analisi della documentazione tecnica disponibile si conclude che: STRUTTURE: - Dall analisi della vita residua le strutture hanno vita teorica residua. La vita teorica residua calcolata delle strutture è pari al 64,8%; - Dai controlli non distruttivi, di seguito riportati, non si evidenziano problemi strutturali. Dalle analisi effettuate NON emergono criticità che compromettono l esercizio della macchina in condizioni di sicurezza. MECCANISMI: - Dall analisi della vita residua i meccanismi hanno vita teorica residua. La vita teorica residua calcolata dei meccanismi è pari al 42%; - Dai controlli funzionali riportati al paragrafo Ispezioni generali della gru non si rilevano anomalie o danneggiamenti. NON sono stati condotti controlli non distruttivi e controlli che comportano lo smontaggio dei meccanismi. Tuttavia in relazione ai risultati ottenuti, si ritiene che i valori di vita residua teorica calcolati siano da considerare come puramente indicativi, in quanto altre ragioni, oltre l affaticamento delle strutture, possono influenzare e di conseguenza accorciare la vita dell apparecchio quali, ad esempio, manovre errate, manutenzioni non puntuali, avarie alle parti elettromeccaniche ed agli apparecchi di controllo, variazione della frequenza di utilizzo e del regime di carico, fattori legati all'usura e alla corrosione ecc. Per questi motivi si consiglia una ulteriore verifica strutturale (con indagini non distruttive) dopo 5 anni a partire dalla data della presente relazione, per andare a rivalutare la vita residua teorica e capire se permangono le condizioni di sicurezza a livello strutturale e funzionale. Si conclude pertanto che la gru in oggetto non abbia raggiunto il limite ultimo di impiego e si ritiene che, continuando a utilizzare la macchina con la frequenza di utilizzo e il regime di carico dichiarati dal Cliente (vedi allegato), possa essere mantenuta in esercizio in condizioni di sicurezza fino al 02 Febbraio 2022 (pari a ulteriori mesi 60) periodo trascorso il quale si consiglia un ulteriore esame della macchina. Si prescrive, infine, che durante l esercizio della gru venga effettuata da parte di tecnico specializzato un idonea manutenzione con i controlli previsti dal Costruttore e dalle norme di buona tecnica, oltre ai controlli e alle verifiche di legge. Allegati: 1. Pag.3 Libretto di omologazione ISPESL della gru; 2. Dichiarazione Cliente di frequenza utilizzo e regime di carico della gru; 3. Rapporto di controllo magnetoscopico della carpenteria; 4. Certificato di qualifica operatore CND MT 2 Liv. Bologna

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