Tubi in acciaio non rivestiti.

Un tubo per condotte è un tipo di tubo utilizzato per la realizzazione delle condotte idrauliche di acquedotti potabili e non.

Altri tubi molto utilizzati attualmente nel campo acquedottistico sono quelli in ghisa sferoidale e quelli in cemento armato ordinario o precompresso; meno utilizzati specialmente nel campo dell'adduzione sono i tubi plastici.

Designazione simbolica dell'acciaio

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Nella tabella seguente, a titolo indicativo, è riportata la corrispondenza tra le designazioni dei tubi d'acciaio secondo la norma UNI EN 10224 e le designazioni secondo la norma UNI 6363, non più in vigore ma ancora frequentemente prese come riferimento da molti tecnici:

Classe secondo UNI EN 10224 Classe secondo UNI 6363
L 235 Fe360
L 275 Fe 430
L 355 Fe510

La differenza, dal punto di vista meccanico, delle due diverse tipologie di designazione è la seguente:

Classe Tensione di snervamento caratteristica Tensione a rottura caratteristica
Fe 360/L235 235 MPa 360 MPa
Fe 430/L275 275 MPa 430 MPa
Fe 510/L355 355 MPa 510 MPa

Caratteristiche meccaniche dell'acciaio

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Nella tabella seguente sono indicate le designazioni simboliche dell'acciaio e le relative caratteristiche meccaniche, in conformità alla norma UNI EN 10224:

Classe Tensione di snervamento caratteristica(spessori: ≤ 16 mm; > 16 mm) Allungamento

min. %(long – trasv)

L235 235 – 225 MPa 25 – 23
L275 275 – 265 MPa 21 – 19
L355 355 – 345 MPa 21 – 19

Tipologia di tubazione

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La tubazione di acciaio può essere realizzata senza saldatura, con il procedimento di laminazione a caldo oppure con saldatura, in arco sommerso (SAW) o elettrica a resistenza (ERW), longitudinale (longitudinally welded pipes) o con saldatura in arco sommerso (SAW) elicoidale (spirally welded pipes) a partire dalla formatura di nastri di acciaio laminati a caldo denominati coils.

Quelli senza saldatura possono essere prodotti fino ad un diametro nominale di 800–900 mm partendo da un lingotto di acciaio dolce che mediante un processo denominato Mannesmann viene trafilato a caldo con apposito macchinario.

Di seguito verranno descritte le principali fasi di fabbricazione di tubi a saldatura longitudinale ed elicoidale con il sistema ad arco sommerso.

Tubi a saldatura longitudinale

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Il tubificio viene alimentato con coils di larghezza equivalente allo sviluppo della circonferenza del tubo prima dell'espansione.

Tutte le operazioni di formatura sono effettuate a freddo.

Le principali fasi di fabbricazione possono venire così sintetizzate:

Tubi a saldatura elicoidale

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Il processo consiste essenzialmente nella formatura ad elica mediante calandratura di un nastro continuo ottenuto durante il processo stesso saldando testa a testa le lamiere o i nastri (coils) e nella successiva saldatura interna ed esterna dei bordi dell'elica.

Tutte le operazioni di formatura si effettuano a freddo.

Le principali fasi di fabbricazione possono venire così sintetizzate:

Tubi blindati

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Nel caso di forti pressioni, al di fuori dei valori entro cui possono essere impiegati i tubi saldati, per i quali vi sono limitazioni nello spessore, vengono impiegati tubi detti blindati.

Il tubo blindato è costituito da un normale tubo saldato normalmente longitudinalmente, detto mantello o camicia, esternamente al quale sono calettati a caldo, con un idoneo passo, una serie di anelli in acciaio realizzati in un solo pezzo (senza saldatura), e di materiale più resistente della camicia che collaborano con il mantello per la resistenza alle pressioni interne del tubo.

Il diametro interno degli anelli è minore di quello del mantello.

Gli anelli infilati a caldo profittando della loro dilatazione termica, con il successivo raffreddamento inducono uno stato di precompressione nel mantello mentre su di essi insorge uno stato di pretensione.

In esercizio, la pressione interna accentua la trazione negli anelli mentre nel mantello nasce uno stato di trazione che, per effetto della precompressione iniziale, risulta meno intenso di quello che avrebbe la camicia se lavorasse da sola.

Calcolo dello spessore di un tubo

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Lo spessore in millimetri di un tubo può essere ricavato a partire dall'espressione seguente, che deriva dalla formula generale di Mariotte, riportata nella Circolare del Ministero dei LL.PP. 5 maggio 1966 n. 2136:

in cui:

Non sono ammessi comunque spessori inferiori a 2,5 mm

Calcolo del peso di un tubo

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Il peso P di un tubo in acciaio di lunghezza L, diametro interno D e spessore s è pari a:

dove γ è il peso specifico dell'acciaio pari a 7850 kg/m3.

Poiché (De2 - D2)= (De - D)(De + D)

risulta:

Tale formula può essere ulteriormente semplificata nel seguente modo:

o se si vuole calcolare il peso a metro lineare di tubo:

dove:

Di regola si incrementa tale peso teorico dell'1-2% per tenere in considerazione del peso dei rivestimenti e degli eventuali accessori quali bicchieri, flange, ecc.

Tipologia di giunzione

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Giunzione flangiata.

La giunzione dei tubi in acciaio è di norma saldata e può essere:

Nel primo caso esistono due tipi di giunto a bicchiere:

Per i collegamenti ad apparecchiature idrauliche, la giunzione viene generalmente effettuata mediante flange (mobili o fisse saladate) conformi alle prescrizioni dell'Appendice della norma UNI EN 10224; con le flange conformi alla norma UNI EN 1092-1, dotate di guarnizioni di tenuta conformi alla norma UNI EN 681-1.

Diametro interno

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Poiché nel processo di fabbricazione dei tubi rimane fisso il diametro esterno, il diametro interno effettivo è solo approssimativamente pari a quello riportato nei listini, che vengono denominati diametri nominali, e varia in funzione dello spessore della lamiera.

Diametri spessori e lunghezze dei tubi

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La norma UNI EN 10224, al prospetto 4, indica i diametri esterni dei tubi di acciaio, variabili tra 26,9 e 2743 mm, e tutti i possibili, corrispondenti, spessori, variabili tra 2 e 25 mm. La vecchia norma UNI 6363, al prospetto V, riporta i diametri nominali interni, da DN 40 a DN 2700 mm, indicando anche i rispettivi diametri esterni e spessori, in millimetri, relativi alle “serie” A, B, C e U.

Le lunghezze dei tubi di acciaio, in conformità con il punto 7.6.2. della norma UNI EN 10224, possono essere richieste dal committente come “lunghezza approssimata” compresa nelle gamma da 6 m a 16 m, oppure come “lunghezza esatta”.

Marcatura dei tubi e dei raccordi

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Ogni tubo o raccordo deve essere marcato in modo leggibile, mediante stampigliatura o altro tipo di marcatura indelebile, con le seguenti informazioni:

La marcatura del tubo deve iniziare non oltre 300 mm da un'estremità.

Prove e controlli

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Si riportano, di seguito, i controlli e le prove principali da effettuare sulle lamiere (coils), sui tubi e sui raccordi di acciaio:

La pressione di funzionamento ammissibile (PFA) della condotta, rispetto alla Pressione di prova (P), calcolata come indicato sopra, deve essere tale che il coefficiente di sicurezza ingegneristico σ nella seguente formula:

P = σ × PFA
sia comunque non inferiore a 1,5.

Pregi e difetti

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Il pregio principale di questi tubi è l'elevata resistenza meccanica e la monoliticità della condotta realizzata con gli stessi.

Inoltre, poiché anche i pezzi speciali vengono di norma saldati alle tubazioni, non è generalmente necessario realizzare blocchi di ancoraggio, indispensabili, invece, per l'assorbimento degli sforzi deviati in condotte realizzate con tubazioni in ghisa sferoidale o cementizie.

Un altro vantaggio è legato alla lunghezza dei singoli tubi che risulta superiore rispetto ad esempio a quella dei tubi in ghisa sferoidale o in cemento armato. Questo comporta una diminuzione del numero di giunti necessari per la realizzazione della conduttura.

Il difetto maggiore è quello di essere soggetti alla corrosione per effetto delle correnti elettrolitiche che si generano nei terreni di posa cosiddetti elettrochimicamente aggressivi o in presenza di correnti vaganti nel terreno provenienti in genere da linee di trazione elettrica e/o da correnti disperse provenienti dallo scarico a terra di correnti continue.

Aggressività dei terreni

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L'aggressività di un terreno dipende soprattutto:

Metodi di protezione dalla corrosione

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Per arrestare la corrosione si utilizzano normalmente sia una protezione di tipo passivo che di tipo attivo.

Protezione passiva

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Generalità

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La protezione passiva è costituita da rivestimenti sia esterni che interni.

Nel primo caso i rivestimenti son realizzati con materiali ad alta rigidità dielettrica al fine di isolare la superficie del metallo dall'ambiente esterno mentre nel secondo caso, oltre a migliorare le prestazioni idrauliche del tubo serve ad evitare fenomeni corrosivi per aerazione differenziata.

Rivestimento esterno polietilenico

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Prima di realizzare il rivestimento polietilenico deve essere effettuata la preparazione della superficie da rivestire.

Pertanto si deve prevedere la rimozione, mediante sabbiatura con abrasivo siliceo o metallico, della ruggine, della calamina e delle altre particelle estranee e poco aderenti, sino ad ottenere un metallo quasi bianco, ossia finché il 95% della superficie sia esente da ogni residuo visibile (grado di sabbiatura tipo Sa 2½ - secondo la norma ISO 8501-1:2007).

Subito dopo la preparazione della superficie, si applicano lo strato di fondo e l'adesivo secondo le modalità previste dalla norma UNI 9099.

Il rivestimento polietilenico deve essere realizzato a triplo strato con spessore rinforzato (UNI 9099 - R3R).

Rivestimento esterno bituminoso

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La preparazione della superficie da rivestire deve prevedere la rimozione, mediante sabbiatura con abrasivo siliceo o metallico, della ruggine, della calamina e delle altre particelle estranee e poco aderenti, sino ad ottenere un metallo quasi bianco, ossia finché il 95% della superficie sia esente da ogni residuo visibile (grado di sabbiatura tipo Sa 2½ - secondo la norma ISO 8501-1:2007).

Subito dopo la preparazione della superficie, si applica lo strato di aderenza (primer) secondo i metodi previsti dalla norma UNI ISO 5256.

Lo spessore medio dello strato di fondo deve essere tale che sia assicurata la completa copertura della superficie metallica e che in nessun punto della superficie stessa si abbia uno spessore di primer inferiore a 500 µm.

Il rivestimento deve essere realizzato conformemente alla "classe IV" del prospetto VI della norma UNI ISO 5256, con spessore non inferiore a 8 mm in nessun punto della superficie.

A protezione dell'azione dei raggi solari, si deve applicare sul tubo ancora caldo una mano di latte di calce.

Rivestimento in poliuretano

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La preparazione della superficie da rivestire deve prevedere la rimozione, mediante sabbiatura con abrasivo siliceo o metallico, della ruggine, della calamina e delle altre particelle estranee e poco aderenti, in modo da raggiungere una finitura superficiale pari ad un grado di sabbiatura tipo Sa 2½ (secondo la norma ISO 8501-1:2007).

Nelle ore immediatamente successive alla preparazione della superficie, si procede all'applicazione della vernice poliuretanica, impiegando l'impianto bi-mixer, raggiungendo lo spessore desiderato (solitamente 1000÷1500 µm) con una sola passata o a più passate.

In ogni caso, l'applicazione di detto ciclo di rivestimento dovrà garantire un isolamento dielettrico non inferiore di regola ai 15-20 KV.

Rivestimento esterno con nastri di polietilene autoadesivi applicati a freddo

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Questo tipo di rivestimento esterno, commercialmente chiamato Altene, è molto utilizzato in cantiere, dove viene applicato sia a mano che a macchina, per proteggere esternamente le condotte e le zone di giunzione saldate, normalmente sprovviste di rivestimento esterno per circa 20+20 cm a cavallo della saldatura, oppure nel rivestire i pezzi speciali in acciaio (curve, T, ecc.) costruiti in cantiere, al fine di garantire la continuità dielettrica esterna all'intera condotta interrata; sono di norma applicati anche in stabilimento mediante macchina avvolgitrice. Normalmente si procede nel seguente modo:

Rivestimento interno epossidico

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Il rivestimento interno deve essere costituito da vernici a base di resina epossidica, omologate e senza solventi, con spessore minimo pari a 250 µm (misurato a secco).

Le estremità devono essere prive del rivestimento per una profondità tale che la sezione di saldatura di giunzione disti almeno 10 cm dalla parte rivestita.

La parte non rivestita dovrà essere trattata con rivestimento protettivo temporaneo.

All'esame visivo il rivestimento deve presentarsi come una superficie levigata e speculare, di colore uniforme e priva di difetti di verniciatura, colature, spirali, gocce, ecc.

Nel caso in cui si riscontrino difetti, se questi si estendono per un'area superiore al 5% della superficie rivestita, il tubo in oggetto deve essere sottoposto ad un secondo ciclo di lavorazione (eliminazione del rivestimento realizzato e riesecuzione dello stesso).

Protezione attive

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Le protezioni attive sono chiamate protezioni catodiche e sono utilizzate per contrastare in maniera più efficace i fenomeni di corrosione dei manufatti in ferro interrati.
Si possono distinguere due tipologie di protezioni catodiche:

Normativa di riferimento

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Voci correlate

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