Certificazione AECO applicata a un ascensore a torre per turbine eoliche

Un esempio concreto del processo, della metodologia e della capacità del Codice di sicurezza basato sulle prestazioni per ascensori e scale mobili ASME A17.7/CSA B44.7 di garantire una sicurezza superiore

Molto è stato scritto su ASME A17.7/CSA B44.7: Codice di sicurezza basato sulle prestazioni per ascensori e scale mobili, ma poco è stato scritto sul suo utilizzo pratico, con esempi concreti del processo, della metodologia e della sua capacità di garantire una sicurezza pratica superiore o equivalente. Questo articolo ricorderà innanzitutto al lettore l'intento di un codice basato sulle prestazioni (PBC), quindi descriverà in dettaglio la metodologia utilizzata durante il processo di certificazione per un ascensore per torri eoliche (WTE) di Avanti Wind Systems, utilizzando esempi tratti dal processo (ELEVATOR WORLD, aprile e maggio 2012). Infine, verranno esaminati Avanti, un'organizzazione accreditata per la certificazione di ascensori/scale mobili (AECO), e i metodi di valutazione del rischio che introducono sul mercato nuove tecnologie che garantiscono una sicurezza superiore o equivalente a quella di A17.1/B44.

obiettivi formativi

Dopo aver letto questo articolo, dovresti aver imparato:
♦ Cosa sono i GESR
♦ I criteri di sostituzione delle funi di sollevamento degli ascensori delle torri eoliche
♦ Come è stato utilizzato il codice basato sulle prestazioni A17.7 per valutare un sistema di sospensione WTE
♦ Come viene implementato il processo di analisi del rischio da parte di un AECO
♦ Quali organizzazioni sono AECO in Nord America
♦ Come viene sviluppata la documentazione A17.7 richiesta da un AECO per le apparecchiature non conformi ai requisiti prescrittivi del codice A17.1

Innanzitutto, è importante comprendere che il processo AECO certifica un progetto in modo simile a un ente certificatore che certifica gli ingressi dei vani ascensore dopo un test di resistenza al calore e al fuoco UL10B. Il processo potrebbe essere utilizzato internamente per supportare la progettazione di un prodotto o per modificarne uno esistente, ma il processo AECO non si limita a prendere un progetto e a trovare un modo per renderlo apparentemente conforme. Ha dimostrato di essere fedele al concetto di sicurezza: la motivazione dell'AECO è garantire che il progetto soddisfi gli obiettivi di sicurezza dettagliati in A17.7/B44.7.

Il processo di certificazione inizia con l'identificazione da parte del produttore delle deviazioni del prodotto rispetto alla più recente normativa vigente, che definisce l'oggetto della revisione. L'oggetto può riguardare uno o più sistemi, sottosistemi, componenti o funzioni dell'ascensore. Il processo riguarda implicitamente le nuove tecnologie, anziché richiedere una deroga per una particolare installazione.

Il passo successivo consiste nel selezionare i Requisiti Essenziali di Sicurezza Globali (GESR) applicabili alle deviazioni in questione. La Parte 3 di A17.7/B44.7 definisce i GESR: "Globali" perché sono stati armonizzati nella comunità ascensoristica globale, sottoposti a votazione, concordati e infine pubblicati, ed "Essenziali" perché rappresentano le funzioni di sicurezza che devono essere raggiunte. Lo sforzo di armonizzazione globale è in corso da oltre un decennio, culminando nello sviluppo e nella pubblicazione della norma ISO 22559-1 da parte del Comitato Tecnico 178 dell'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO). Gli sforzi coordinati del Comitato Internazionale per la Normazione ASME A17 hanno portato all'armonizzazione dei GESR con A17.7/B44.7. Questa è stata una pietra miliare per la sicurezza globale, poiché per una volta l'industria ascensoristica mondiale ha stabilito il quadro per garantire che gli ascensori in tutto il mondo abbiano uno standard minimo per la progettazione, la fabbricazione, l'ispezione e la manutenzione.

I rischi sono pressoché gli stessi in tutto il mondo; le differenze nelle soluzioni prescrittive impiegate dai vari standard regionali si basano sull'esperienza locale e sul livello di avversione al rischio della società. I ​​codici e gli standard prescrittivi specificano materiali specifici che presentano caratteristiche tali da garantire il raggiungimento degli elementi essenziali di sicurezza. I codici di prestazione descrivono il livello di sicurezza da raggiungere e richiedono la prova della capacità di un materiale di garantire un risultato di sicurezza equivalente. I requisiti prescrittivi definiscono i parametri di sicurezza imponendo forze, masse, allungamenti, resistenze, fattori di sicurezza, altezze, ecc. Questi sono i parametri di sicurezza (SP) quando si considera l'equivalenza di una soluzione basata sulle prestazioni.

Gli SP, specificati nell'Appendice B non obbligatoria A17.7/B44.7, sono parametri di codice prescrittivo ordinati per GESR.

Nella progettazione del WTE di Avanti, ciascuna delle deviazioni del sistema è stata identificata e valutata in relazione ai relativi SP. Ad esempio, la macchina motrice rampante a trazione comunemente utilizzata in un WTE deve essere conforme al requisito A17.1/B44, Requisito 2.24: fattore di sicurezza per il vano puleggia. Tuttavia, il produttore dell'ascensore non sapeva se il vano motore fosse conforme al fattore di sicurezza minimo e il fornitore non ne era mai stato informato.

Se l'azienda produttrice dell'ascensore realizza il componente, si tratta semplicemente di una revisione della progettazione e della documentazione di collaudo per determinarne la conformità. Alcuni collaudi possono richiedere prove interne con presenza di testimoni o prove presso un laboratorio accreditato. Avanti ha eseguito due di queste prove interne con presenza di testimoni per dimostrare la conformità del progetto del suo vano di atterraggio e dell'albero motore. Altre prove B44.1/A17.5 e EN 12016 sono state eseguite presso laboratori di prova, in quanto la norma A17.7/B44.7 non può essere utilizzata per derogare a tali requisiti o per considerare altre misure di mitigazione del rischio per i controllori. La norma A17.7/B44.7 può essere utilizzata solo per valutare l'equivalenza ai requisiti della norma A17.1/B44, e non ad altri codici o standard.

Con l'elenco delle voci non conformi, il produttore del WTE ha dovuto scegliere se modificare il prodotto per renderlo conforme al codice o progettare le necessarie misure di mitigazione del rischio al suo interno. In definitiva, il produttore ha confrontato i costi per conformarsi al codice o tutte le ragioni per utilizzare la nuova tecnologia, considerando l'applicazione, i costi di produzione, gli utensili, l'uso di materie prime, la formazione del personale, la lavorazione, gli acquisti, la consegna e gli eventuali costi di ammodernamento che un'autorità competente potrebbe imporre. Molte delle modifiche erano facili da apportare, altre erano molto complesse e costose da implementare. L'utilizzo di una singola fune di sospensione nei WTE era una di queste problematiche complesse.

Un requisito fondamentale per il sistema di sospensione è il requisito di almeno due funi. Molti si sono chiesti (e molti altri in futuro si chiederanno) perché tale requisito fondamentale venga violato su un WTE. Per comprendere questo tipo di problematiche, è fondamentale comprendere il concetto di GESR. Il sistema di sospensione non deve cedere, ma se dovesse cedere, la vettura deve rimanere sospesa. Se si trova un altro mezzo altrettanto sicuro che soddisfi questo criterio e tale mezzo viene testato, revisionato e comprovato, gli elementi essenziali della sicurezza sono raggiunti.

Le considerazioni per i mezzi di sospensione singoli sono state le seguenti. Molti requisiti specifici per i sistemi di sospensione sono inclusi nel requisito 17.1 della norma A44/B2.19. Questi requisiti specificano le caratteristiche esatte degli elementi di sospensione e dei relativi elementi di fissaggio, e molti altri parametri sono inclusi per riferimento. Ad esempio, il requisito che le funi siano in acciaio prescrive tutte le caratteristiche dell'acciaio, come la resistenza al calore, la resistenza minima alla rottura, ecc. Il requisito non elenca tutte le caratteristiche intrinseche delle funi in acciaio, tuttavia, quando si valuta l'utilizzo di mezzi di sospensione alternativi, è necessario considerare anche queste caratteristiche aggiuntive. Pertanto, quando si esaminano i requisiti specifici della norma A17.7/B44.7, i progettisti e i revisori delle apparecchiature devono considerare anche tutte le caratteristiche intrinseche dei materiali di progettazione alternativi, oltre ai parametri specificati nella valutazione dei materiali alternativi.

Ulteriori considerazioni che incidono sulla valutazione AECO dei mezzi di sospensione includono il loro utilizzo, i criteri di sostituzione, l'eventuale monitoraggio e l'ambiente in cui verranno utilizzati. Vengono inoltre presi in considerazione i tassi di degradazione delle funi, i loro fattori di sicurezza iniziali e finali, il carico e la flessione a cui saranno sottoposte e che possono portare al loro cedimento, il grado previsto di usura della corona dovuto all'abrasione e la possibilità di ispezionare le funi. I componenti possono essere sovra o sotto progettati, pertanto la valutazione del progetto da parte di una terza parte garantisce che tutti i criteri di progettazione pertinenti siano stati soddisfatti e verificati.

Il processo di valutazione è noto come valutazione del rischio. Considerando il caso dell'utilizzo di una singola fune di sospensione su un WTE, si è notato che i dispositivi di protezione individuale richiedono un minimo di due funi. Tuttavia, la tolleranza di una fune si basava sull'analisi delle misure di mitigazione del rischio in combinazione con l'effettivo stress a cui la fune sarà sottoposta durante il suo ciclo di vita. Una fune di grande diametro e di dimensioni sufficienti non si spezzerebbe mai in un progetto in cui la flessione della fune o i cicli operativi sono minimi. Si consideri il Golden Gate Bridge e le sue funi di sospensione. Queste non vengono mai sostituite, perché non si piegano mai. Se una fune d'acciaio di 8 mm di diametro viene piegata su una puleggia solo 10,000 volte e i carichi che supporta sono limitati a un decimo della resistenza nominale della fune, è improbabile che si rompa o subisca usura della corona. Tuttavia, la stessa fune piegata un milione di volte sarebbe una questione diversa. Una tale situazione causerebbe chiaramente una significativa usura e fatica della fune.

Inoltre, una fune d'acciaio di 1 mm di diametro sarebbe inadeguata come mezzo di sospensione, poiché si spezzerebbe se venisse applicata praticamente qualsiasi carico. L'obiettivo del progettista è trovare il giusto equilibrio tra questi due estremi, ovvero la dimensione massima e minima possibile della fune. La valutazione dei requisiti essenziali di sicurezza previsti dal codice richiede che la fune sia sufficientemente larga e robusta da non spezzarsi mai, sia in base al suo utilizzo corretto che al suo potenziale abuso.

Nel caso dei termovalorizzatori (WTE), una fune di sospensione opportunamente selezionata può soddisfare i GESR richiesti con l'implementazione di misure di mitigazione del rischio, tra cui l'utilizzo di una fune d'acciaio di dimensioni minime con un fattore di sicurezza minimo e criteri di sostituzione obbligatori basati sul numero di cicli dell'ascensore o sul tempo effettivo di servizio. Le funi dei termovalorizzatori (WTE) vengono sostituite prima di 5,000 cicli, che, in base al loro utilizzo effettivo, rappresentano meno di 20 anni di servizio previsto. Al contrario, la maggior parte degli ascensori elettrici commerciali esegue 2,500 cicli al mese. La velocità di flessione delle funi nei termovalorizzatori (WTE) garantisce che le funi non si rompano prima di dover essere sostituite. Ma per essere ancora più prudenti (poiché non è possibile limitare il numero di cicli del termovalorizzatore), le misure di mitigazione del rischio includono inoltre requisiti per la sostituzione obbligatoria delle funi dopo soli cinque anni di servizio. La fune singola è stata certificata come progetto accettabile per i termovalorizzatori dall'AECO in seguito a misurazioni verificabili dei cicli operativi e del tempo di servizio, ai risultati dei test di progettazione della fune, all'inclusione di una fune di sicurezza aggiuntiva nel sistema termovalorizzatore, alla storia della progettazione e dell'uso dei termovalorizzatori sul mercato e ai requisiti per l'ispezione visiva periodica della fune.

Le misure definitive di mitigazione del rischio per i termovalorizzatori superano gli attuali requisiti per l'uso di funi d'acciaio in diverse aree aggiuntive. Attualmente, le funi d'acciaio devono essere sostituite dopo un numero eccessivo di rotture, danni o riduzioni eccessive del diametro. Nei termovalorizzatori, le funi devono essere sostituite dopo 250 ore di utilizzo o dopo cinque anni di funzionamento, a seconda di quale evento si verifichi per primo. Questa è un'importante misura di mitigazione del rischio e fornisce una sicurezza superiore o equivalente a quella richiesta dal codice attuale (l'essenza del requisito di un minimo di due funi di sollevamento). Inoltre, i termovalorizzatori sono dotati di un sistema di sicurezza composto da una fune d'acciaio e da un dispositivo di sicurezza a presa di forza che arresta la cabina in caso di superamento della velocità nominale o di perdita delle sospensioni. Questa fune di sicurezza non è in tensione e l'unico momento in cui subisce sollecitazioni è quando interviene il dispositivo di sicurezza. Inoltre, la fune di sicurezza deve essere sostituita ogni cinque anni, quando viene sostituita la fune di sospensione.

Queste misure di mitigazione del rischio sono state codificate anche nel Requisito 17.1 A44/B5.11 per i termovalorizzatori, approvato per la pubblicazione nell'edizione 2013 del Codice A17.1/B44. Oltre alla certificazione AECO del sistema, anche la soluzione a fune singola, con le stesse misure di mitigazione del rischio, è stata sottoposta a revisione da parte del settore e, sebbene i commenti alla proposta iniziale ne mettessero in dubbio l'ammissibilità, una volta incluse le misure di mitigazione del rischio nel codice proposto, le preoccupazioni sono state risolte in modo soddisfacente.

Il processo di valutazione del rischio è il modo in cui vengono sviluppate le misure di mitigazione del rischio per un progetto proposto o, per qualsiasi altra azione alternativa che potremmo intraprendere. Per analogia, consideriamo qualcosa che tutti noi facciamo abitualmente quando guidiamo un'auto. Quando si guida in autostrada in una giornata limpida e soleggiata, il rischio di un incidente è minimo. Pertanto, la velocità a cui si guida è relativa solo al rischio di prendere una multa per eccesso di velocità, più che al rischio di incidente. Tuttavia, se inizia a piovere, un conducente normalmente penserà agli oli sul manto stradale e guiderà più lentamente in base alle mutevoli condizioni meteorologiche. Rallentare è una misura di mitigazione del rischio, e questo viene fatto quasi inconsciamente. Poi, se inizia a piovere a dirotto, creando una nuova condizione che ora influisce sulla visibilità del conducente, quest'ultimo rallenterà ulteriormente, fino a raggiungere un livello di comfort rispetto al rischio potenziale, basato su una stima della velocità con cui il veicolo potrebbe essere fermato se necessario. E poi, se inizia a nevicare, il conducente prudente probabilmente rallenterà ulteriormente, dimostrando un'ulteriore mitigazione del rischio in risposta alle continue mutevoli condizioni meteorologiche. Alla fine, il conducente potrebbe fermare il veicolo e aspettare che la strada si ghiacci.

Nell'esempio precedente, ogni cambiamento ambientale richiederebbe l'implementazione di ulteriori misure di mitigazione del rischio da parte del conducente, e ogni ulteriore misura di mitigazione del rischio ridurrebbe ulteriormente il rischio di incidente. Tali misure di mitigazione del rischio vengono adottate quasi inconsciamente, nonostante il limite di velocità rimanga invariato. Se richiesto, il conducente potrebbe mettere per iscritto le proprie riflessioni, citando i pericoli incontrati e il potenziale rischio di incidente previsto a diverse velocità e in diverse condizioni meteorologiche, nonché la gravità di un potenziale incidente qualora si verificasse. In ogni fase di questo evento, sono state adottate una serie di misure di mitigazione del rischio fino alla decisione finale di uscire dal veicolo a causa delle condizioni meteorologiche che ha eliminato tutti i potenziali rischi.

Il processo di analisi del rischio eseguito da un AECO viene condotto con la relativa documentazione in modo simile all'esempio precedente. In quanto agenzie indipendenti, gli AECO valutano le misure di mitigazione del rischio e il loro giudizio finale è quello definitivo. È necessario avvalersi di un team di valutazione del rischio. Se io e una persona di 21 anni, un responsabile finanziario esperto di un'azienda di ascensori, dovessimo sviluppare una valutazione del rischio per un impianto di ascensori, ci sarebbero differenze tra le nostre valutazioni. Una dovuta alla mancanza di esperienza, un'altra ponderata su considerazioni finanziarie e la terza dovuta alla mia esperienza nell'installazione, manutenzione e progettazione di impianti di ascensori. Ecco perché la norma A17.7/B44.7 richiede l'impiego di un team di esperti di ascensori con esperienza in vari aspetti degli impianti di ascensori per valutare le misure di mitigazione del rischio in esame. Questa diversità dei membri del team garantisce una valutazione equilibrata che tenga conto di tutte le considerazioni. In qualità di arbitro finale e di emittente del certificato, l'AECO continuerà a richiedere misure di mitigazione del rischio appropriate quando, a suo avviso, quelle offerte non sono sufficienti. Le aziende non possono costringere o convincere le AECO a certificare alcunché; anzi, è il contrario. Le AECO tengono molto alla loro autorità di certificazione e non agiranno imprudentemente per paura di mettere a repentaglio la propria reputazione e la capacità di continuare a svolgere i propri compiti. Un esempio spesso citato è che le AECO sono come le università: vengono pagate indipendentemente dal fatto che lo studente si laurei o meno. Questo è un modo appropriato e conciso di considerarle.

Il facilitatore della valutazione del rischio deve avere una profonda conoscenza del Codice A17.1/B44 e del processo di analisi A17.7/B44.7, ed essere consapevole della possibilità di essere influenzato dalla pressione dei colleghi, che può portare a misure di mitigazione del rischio inadeguate. Il facilitatore non deve lasciarsi intimidire dalle richieste dei superiori di ridurre i costi di progettazione. Un team di ingegneri ed esperti di ascensori provenienti da diverse discipline costituisce anche la parte AECO del team di valutazione.

Le tre AECO in Nord America sono Underwriters Laboratories Inc., TÜV SÜD America, Inc. e Liftinstituut, tutte e tre organizzazioni di certificazione rinomate a livello mondiale. Queste aziende godono di pari reputazione. Ognuna di esse valuta e certifica prodotti di consumo che tutti noi utilizziamo quotidianamente. La revisione delle apparecchiature per ascensori che queste aziende eseguono rappresenta una porzione molto piccola della loro attività, paragonabile a una goccia nel mare. Pertanto, il rischio per le AECO è troppo elevato per compromettere il processo A17.7/B44.7; è nel loro interesse garantire la sicurezza delle apparecchiature per ascensori.

Tutti i documenti comprovanti il ​​processo di valutazione del rischio sono collettivamente noti come Documento di Conformità al Codice (CCD). Una volta completato e revisionato il CCD dall'AECO, quest'ultimo emetterà un documento di analisi delle lacune che ne dettaglia i risultati. Questo potrebbe includere commenti sulle misure di mitigazione del rischio, una richiesta di ulteriore o diversa documentazione, una richiesta di considerare più casi di rischio o una miriade di altri elementi. È qui che inizia la seconda fase del lavoro. Ogni elemento dell'analisi delle lacune deve essere affrontato e concordato prima del rilascio del certificato. Richiede risposte scritte e potrebbe anche richiedere modifiche al prodotto, ulteriori test e/o altre certificazioni fino al raggiungimento di un accordo sulle misure di mitigazione del rischio. Alcune attività potrebbero rivelare ulteriori lacune; non si tratta di un elenco una tantum. Il certificato di conformità finale viene rilasciato solo quando tutte le parti completano l'analisi delle lacune.

Le misure di mitigazione del rischio sono ora un elenco obbligatorio di modifiche alla progettazione del prodotto che il produttore deve incorporare nella progettazione finale. Il produttore deve fornire la documentazione di supporto del prodotto, il programma di controllo della manutenzione (MCP), le procedure di ispezione, ecc. per verificare la conformità ai requisiti del certificato AECO. Inoltre, la sorveglianza del prodotto inizia con la visita periodica e casuale dell'AECO presso gli stabilimenti dei produttori per confermare che la produzione sia ancora conforme al CCD. Non è sufficiente comunicare all'AECO che il prodotto sarà dotato di queste misure di mitigazione del rischio; è necessario fornire campioni o disegni, se del caso. Questo colma una delle maggiori lacune nella norma A17.1/B44, Sezione 1.2, Tolleranze, in cui promesse ben intenzionate a volte si traducono in mancanza di documentazione e, in seguito, di conformità del prodotto.

Il processo AECO si basa sul raggiungimento di una valutazione a ciclo chiuso, completa, trasparente e indipendente da considerazioni finanziarie. Introduce nuove tecnologie sul mercato in modo sicuro. In assenza di A17.7/B44.7, modificare il codice prescrittivo e ottenere varianti in diverse giurisdizioni non garantisce una sicurezza superiore o equivalente a quella prescritta dal Codice A17.1/B44 con altrettanta sicurezza e richiede un'ampia revisione tramite il processo di consenso. L'unica alternativa alla codificazione è chiedere all'AHJ di esaminare in modo indipendente le informazioni tecniche, cosa che, in molti casi, non è possibile.

Essere competitivi in ​​un mercato globale con tecnologie in continua evoluzione richiede un'analisi attenta e ponderata delle nuove tecnologie. Il Codice basato sulle prestazioni A17.7/B44.7 è lo strumento che garantirà la sicurezza e un mercato ragionevole e competitivo.

Domande sul rinforzo dell'apprendimento

Utilizzare le seguenti domande di rinforzo dell'apprendimento per studiare per l'esame di valutazione della formazione continua disponibile online su www.elevatorbooks.com oa pagina 91 di questo numero.
♦ Qual è l'intento del codice basato sulle prestazioni A17.7?
♦ Quale metodologia è stata utilizzata durante il processo di certificazione per un Avanti WTE?
♦ Qual è la differenza tra il codice A17.1-2010/B44-10 e il codice A17.7-2007/B44.7-07?
♦ Quali sono gli esempi di valutazione e mitigazione del rischio che mettiamo in atto nella vita di tutti i giorni?
♦ In quale sezione del codice ASME A17.1-2013 saranno inclusi i requisiti per i WTE?