Manuale POLIETILENE

VANTAGGI DEL POLIETILENE Il polietilene si distingue dagli altri materiali utilizzati per le reti progettate per il trasporto di fluidi per le sue particolari proprietà fisicomeccaniche. Tra i principali vantaggi, in aggiunta alle ottime prestazioni idrauliche e meccaniche, si evidenziano: • facilità di installazione e manutenzione: i tubi in polietilene possono essere facilmente movimentati ed installati grazie alla loro leggerezza e flessibilità, con la conseguente riduzione dei costi gestionali; possono inoltre essere realizzate curve di ampio raggio e le installazioni possono interessare anche aree instabili grazie alla particolare capacità del polietilene di assorbire vibrazioni e sollecitazioni; • ampia gamma di caratteristiche dimensionali: la possibilità di disporre di tubi in barre della lunghezza desiderata e di tubi in rotoli di notevole lunghezza fino ad un determinato diametro assicura le soluzioni più adeguate alle specifiche esigenze degli installatori; • ridotte perdite di carico: la superficie estremamente liscia (coefficiente di scabrezza K=0,01 per tubi fino a 200 mm di diametro e 0,05 per i diametri superiori) impedisce la formazione di incrostazioni, assicurando una portata maggiore a parità di diametro rispetto alle condotte in acciaio ed eliminando la necessità delle operazioni di pulizia; • elevata tenacità: l’utilizzo del polietilene conferisce alla condotta una buona resistenza agli urti anche alle basse temperature; la viscoelasticità del materiale comporta, inoltre, una notevole riduzione dell’effetto dei colpi d’ariete e degli sforzi indotti dalle attività di posa e dalle sollecitazioni del terreno; • elevata resistenza alla corrosione: l’inerzia chimica del polietilene ne rende possibile l’impiego anche in terreni aggressivi e in presenza di correnti vaganti senza riduzioni dello spessore di parete; al tempo stesso, il polietilene presenta un’elevata resistenza ai fenomeni di degrado provocati dall’attacco di microorganismi; • resistenza agli agenti atmosferici: il contenuto di nero di carbonio nei tubi neri o di specifici stabilizzanti nei tubi colorati garantisce la protezione verso le alterazioni dovute ai raggi ultravioletti, con la conseguente possibilità di stoccaggio anche all’aperto per lunghi periodi; • buona resistenza al gelo: sono mantenute le proprietà fino a -20 °C per impieghi normali (a bassa temperatura il ghiaccio può provocare una deformazione della condotta che tuttavia riprenderà la sua forma iniziale senza rompersi dopo il disgelo) e per impieghi particolari fino a -60 °C; • elevata resistenza chimica: possibilità di utilizzo con una ampia gamma di prodotti chimici e quindi in numerosi settori dell’impiantistica industriale; le sostanze detergenti possono tuttavia favorire il fenomeno della propagazione della frattura, mentre i composti idrocarburici possono essere assorbiti con la conseguente riduzione della resistenza meccanica; • idoneità al contatto con gli alimenti: poiché il polietilene costituisce un materiale completamente atossico, le tubazioni possono trasportare acque potabili o fluidi alimentari nel totale rispetto delle normative vigenti; • vita utile di progetto di 50 anni: la durabilità di una rete realizzata in polietilene può essere prevista in fase progettuale come corrispondente ad almeno 50 anni, sebbene le resine di ultima generazione possano contare su un’aspettativa superiore a 100 anni. P (bar)

Relazione tra diametro interno, portata, velocità del fluido e perdita di carico per acqua a 10°C e coefficiente di scabrezza 0,01 mm H (m/100

Di (

)

Relazione tra diametro interno, portata, velocità del fluido e perdita di carico per acqua a 10°C e coefficiente di scabrezza 0,01 mm H (m/100

)

)

Di (

)

T (min)

A Messa in pressione al valore di prova B Mantenimento per 30 min C Riduzione rapida della pressione al valore nominale di 3 Bar D Aumento della pressione indicatore di assenza di perdite E Riduzione della pressione indicatore di assenza di perdite

V (m

V (m

/s)

/s)

Q (l/s) L’entità della sovrapposizione per colpo d’ariete per manovre brusche (AP oAH espresse rispettivamente in mar o m) può essere dedotta, nel caso di condotte realizzate con PE 100 (modulo elastico 1.000 MPa), può essere dedotta dalla figura seguente, in funzione della velocità del fluido. AP (bar)

AH (m)

Q (l/s)

Relazione tra diametro interno, portata, velocità del fluido e perdita di carico per acqua a 10°C e coefficiente di scabrezza 0,01 mm H (m/100

)

Di (

Relazione tra diametro interno, portata, velocità del fluido e perdita di carico per acqua a 10°C e coefficiente di scabrezza 0,01 mm H (m/100

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Di (

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V (m

V (m

/s)

/s)

V (m/s)

)

Q (l/s)

Q (l/s)

RETI IDRICHE - POSA IN OPERA

SCAVO In accordo a quanto definito nella norma UNI 11149 (2005), la larghezza minima dello scavo deve essere di almeno 20 cm superiore al diametro del tubo da contenere. La profondità minima dell’interramento deve essere di 1 m misurata dalla generatrice superiore del tubo e comunque sempre ponderata sulla base di fattori quali i carichi dinamici sul terreno soprastante o il pericolo di gelo. Qualora non possa essere rispettata la profondità minima richiesta, la condotta deve essere protetta con manufatti in cemento o guaine tubolari. Il tipo di scavo da realizzare deve essere valutato, nella fase iniziale di progettazione, in funzione della consistenza del terreno e della profondità di posa. La classificazione delle trincee è la seguente: • trincea stretta (B≤3dn con H≥2B) • trincea larga (3dn 10dn) e l’andamento del carico qs è illustrato dalla seguente figura. 200 traffico stradale leggero traffico stradale pesante traffico ferroviario

Pressione [kPa]

150

100

50

0

2

1

2

3

Altezza di ricopertura [m]

4

5

RETI IDRICHE - COLLAUDO

Le reti idriche posate devono essere sottoposte alla prova di tenuta idraulica per verificare l’integrità di tutti gli elementi costituenti la condotta (tubi, raccordi, giunti, ecc.). Il collaudo deve essere realizzato da personale qualificato, mediante attrezzature periodicamente calibrate, e per tratte di condotte non superiori a 800 m, in accordo alle indicazioni dettagliate all’interno della norma UNI 11149 (2005). La condotta da collaudare deve essere chiusa alle estremità per mezzo di flange imbullonate o tappi saldati e devono essere previsti dispositivi di sfiato dell’aria nei punti più elevati (viceversa, il posizionamento della stazione di pompaggio deve essere nella parte più bassa possibile). Il collaudo deve essere effettuato dopo il ricoprimento della condotta (lasciando scoperti soltanto i giunti) per impedire eccessivi movimenti nel corso della pressurizzazione, mentre la sua temperatura non deve subire significative variazioni. Il riempimento della condotta deve essere effettuato lentamente, evitando di dar luogo acolpi d’ariete, dopodiché deve essere espulsa l’aria e devono essere chiusi i dispositivi di sfiato. La prova di tenuta deve essere eseguita dopo 24 ore per consentire alla condotta di stabilizzarsi. La pressione di prova (STP) viene calcolata in base alla pressione massima operativa (MOP) fissata in fase di progetto: STP = 1,5·MOP e comunque il valore non deve essere inferiore a 6 bar. L’esecuzione prevede la successione delle seguenti fasi: • iniziale pressurizzazione della condotta fino al raggiungimento della STP; • mantenimento della pressione STP per 30 min con ripristini successivi per compensare gli aumenti di volume dovuti alla dilatazione; • rapida riduzione della pressione spillando acqua fino al raggiungimento della pressione di 3 bar; • registrazione dei valori di pressione ad intervalli di tempo stabiliti (5 letture nei primi 2 minuti, successivamente 4 letture ogni 5 minuti ed infine 6 letture ogni 10 minuti; • i valori registrati e diagrammati devono avere un andamento crescente come conseguenza del comportamento viscoelastico del polietilene (differentemente la riduzione del valore di pressione è indicatore di una perdita nel sistema); Il collaudo è considerato positivo quando l’andamento della pressione misurata è crescente o stabile ed i parametri di riferimento devono essere documentati con l’esito in un apposito verbale.

P (bar)

T (min)

RETI GAS - PROGETTAZIONE E POSA

A Messa in pressione al valore di prova La norma UNI 9165 (2004) definisce i criteri per la progettazione, la costruzione, il collaudo, l’esercizio e la manutenzione delle condotte, anche in polietilene, per il trasporto dei gas combustibili massime di esercizio minori o uguali a 5 bar, suddivise nelle seguenti B Mantenimentocon per 30pressioni min specie: C Riduzione rapida della pressione al valore nominale di 3 Bar D Aumento della pressione indicatore di assenza di perdite Tipo Intervallo max pressione di esercizio (bar) E Riduzione della pressione indicatore di assenza di perdite 4a specie

1,5