Nell’ambito del progetto ASISGEN (Affidabilità e sicurezza dei sistemi di generazione), sottoprogetto VIGRA (Valutazione integrata e gestione del rischio affidabilità), è stata svolta un’analisi approfondita sullo “stato dell’arte” della tecniche di Risk Based Maintenance (RBM), in vista di una loro più sistematica applicazione nel settore della generazione elettrica. Nel contesto di un sistema di generazione liberalizzato e competitivo, in cui sempre maggior attenzione è posta sul contenimento dei costi e sul miglioramento delle prestazioni, la tendenza ad incrementare la disponibilità degli impianti, tendenzialmente accettando livelli di rischio crescenti sia sul piano economico sia ambientale, deve necessariamente essere accompagnato da azioni di razionalizzazione delle scelte matutentive. Ciò consentirebbe di coniugare in modo ottimale il miglioramento delle prestazioni, la salvaguardia degli investimenti ed il rispetto dell’ambiente e della popolazione. Le tecniche di Risk Based Maintenance (RBM), che fanno largo uso di Ispezioni Centrate sul Rischio (Risk Based Inspection – RBI), costituiscono una vasta e complessa metodologia originata in settori specifici in cui il rischio gioca un ruolo predominante (settori aerospaziale e nucleare), e finora solo parzialmente e sporadicamente applicata nel settore della generazione termoelettrica. Nel presente rapporto viene descritta ed esemplificata la metodologia RBM. Si descrive di seguito la metodologia di ottimizzazione della manutenzione chiamata Manutenzione centrata sul Rischio (Risk Based Maintenance) che fa largo uso delle tecniche di Ispezione Centrate sul Rischio (Risk Based Inspection). L’applicazione della metodologia è stata divisa in quattro parti: 1. Definizione del sistema da esaminare; 2. Analisi di Rischio Qualitativa; 3. Analisi di Rischio Quantitativa, che include l’uso di tecniche probabilistiche (FMECA, FTA, RAM) per l’individuazione dei componenti critici; 4. Sviluppo di un piano di Manutenzione / Ispezione ottimizzato su componenti ed elementi strutturali utilizzando gli studi di rischio compiuti. La metodologia parte quindi, in un approccio top-down, dall’individuazione dei livelli funzionali più importati dell’impianto e scende poi al livello di componenti o elementi strutturali da individuare come oggetto della manutenzione / ispezione. Il livello di dettaglio a cui la metodologia permette di arrivare dipende solo dalla presenza di dati affidabilistici sufficientemente dettagliati ed il più possibile personalizzati per l’impianto in analisi. I risultati delle ispezioni vengono poi sistematicamente utilizzati, attraverso un modello analitico, per l’aggiornamento continuo dei dati affidabilistici, che rende l’RBM/RBI un processo “vivente”.

Un passo cruciale del metodo è la raccolta di tutti i dati tecnici necessari per l’analisi, anche attraverso interviste al personale e consultazione degli archivi storici delle avarie e delle tecniche e periodicità di manutenzione / Ispezione in essere al momento dell’analisi, al fine di enumerare tutti i possibili modi di guasto e meccanismi di danneggiamento di ogni singolo componente o elemento strutturale giudicato critico. L’analisi di rischio qualitativa permette una prima scelta tra i componenti per eliminare quelli poco importanti o con conseguenze al guasto poco significative. L’analisi di rischio quantitativa stabilisce invece un ordinamento tra i componenti a maggior rischio, ricordando che in questa accezione il rischio è sempre determinato dal prodotto tra la probabilità di accadimento di un modo di guasto di un componente (o elemento strutturale) e gli effetti del guasto, sia in termini di sicurezza (esterna, interna, del personale) sia economici. Si debbono considerare anche le incertezze delle grandezze probabilità e effetti del guasto. Lo sviluppo di un programma di manutenzione / ispezione avviene invece in tre fasi: 1. Scelta delle Possibili Tecniche di Manutenzione/Ispezione; 2. Scelta ed Implementazione della Tecnica di Ispezione; 3. Scelta delle Azioni di Manutenzione sulla base dei risultati dell’Ispezione e aggiornamento delle conoscenze. Modelli di valutazione di affidabilità strutturale e di rischio (Structural Reliability & Risk Assessment – SRRA) vengono poi utilizzati per determinare l’effetto dell’affidabilità della tecnica di ispezione, l’andamento dei meccanismi di danneggiamento in funzione del tempo anche in dipendenza dei carichi a cui il componente o elemento strutturale sono sottoposti nel corso della loro vita utile, allo scopo di determinare la probabilità di guasto del componente o elemento strutturale in funzione del tempo, attualizzati in funzione dei risultati delle ispezioni effettuate. I modelli di SRRA sono adottati anche per supportare la decisione di effettuare diverse strategie di manutenzione / ispezione, in funzione del rischio "accettabile" definito per il componente o elemento strutturale. Per ogni fase della metodologia RBM/RBI si sono presentati esempi applicativi riferiti a impianti per la produzione di energia elettrica a carbone o a ciclo combinato alimentati a gas. Gli esempi presentati dimostrano l’applicabilità delle tecniche di RBM/RBI agli impianti per la produzione di energia elettrica a combustibile fossile. L’utilità del metodo è l’estrema personalizzazione della manutenzione / ispezione che viene rivolta solo ai componenti che, per quel impianto, sono risultati i più critici. Il controllo del livello di rischio consente di variare le politiche manutentive a seconda dello stato attuale e dimostrato, e non previsto o medio, dei componenti più critici, avendo sempre in mente quali sono le probabilità di accadimento di ogni singolo modo di guasto di ogni singolo componente, sempre correlato con le relative conseguenze economiche e di sicurezza.

Il gestore dell’impianto può così concentrare le risorse di manutenzione e controllo sui componenti sui quali esse sono più economicamente vantaggiose, senza variare il livello di rischio dell’impianto in maniera incontrollata. La tecnica RBM/RBI accresce anche le conoscenze tecniche del personale dell’impianto sui componenti oggetto delle analisi, e favorisce la comunicazione tra reparti diversi dello staff di centrale. Lo “state dell’arte” illustrato nel presente Rapporto mostra come gli strumenti concettuali, analitici ed operativi per l’applicazione di una metodologia RBM agli impianti di generazione termoelettrica siano in larga parte disponibili; si ritiene quindi che uno sviluppo futuro nell’ambito della Ricerca di Sistema debba privilegiare azioni dimostrative atte a quantificare i benefici ottenibili su casi semplici ed il relativo impegno di risorse.