Tubo Idraulico: Caratteristiche Tecniche e Applicazioni

Il tubo oleodinamico è più complesso di quanto si possa immaginare. Nei sistemi idraulici, i tubi oleodinamici rappresentano elementi fondamentali, impiegati nel trasporto dell'olio idraulico sotto pressione tra i vari componenti.

Essi garantiscono il flusso vitale del fluido che aziona i dispositivi idraulici all’interno di una vasta gamma di macchine ed attrezzature utilizzate in diversi settori industriali e commerciali. I tubi oleodinamici si differenziano fra loro non solo per il materiale con cui vengono realizzati, ma anche per precise caratteristiche tecniche come la pressione, il tipo e la temperatura di fluido che devono gestire, il diametro etc.

Componenti e Materiali dei Tubi Idraulici

Il tubo idraulico moderno è tipicamente costituito da almeno tre parti: un tubo interno che trasporta il fluido, uno strato di rinforzo e uno strato esterno protettivo. L’interno deve avere una certa flessibilità e deve essere compatibile con il tipo di fluido che trasporterà.

Lo strato di rinforzo è costituito da una o più guaine di tela metallica intrecciata o di filo avvolto a spirale. La treccia metallica ha uno schema incrociato attorno al perimetro del tubo idraulico per flessibilità. Il tubo spiralato è più resistente di quello trecciato e può resistere a pressioni più elevate.

I tubi flessibili e gli assemblaggi idraulici sono spesso realizzati con più materiali, ma i materiali primari utilizzati sono della massima importanza. I tubi flessibili in metallo possono gestire materiali di flusso ad alta temperatura e spesso possono gestire pressioni molto elevate. Il tubo rigido in metallo sarebbe in genere migliore se instradato vicino a una fonte di calore e il tubo flessibile sarebbe scelto per applicazioni con vibrazioni elevate o quando è collegato a parti in movimento.

Tipologie di Tubi Oleodinamici

I tubi oleodinamici si dividono principalmente in tubi oleodinamici flessibili e tubi oleodinamici rigidi ad alta pressione.

Tubi flessibili trecciati: La caratteristica principale consiste nell’avere uno strato di rinforzo composto da una o più trecce metalliche avvolte intorno al tubo interno.
Tubi flessibili spiralati: A differenza dei tubi flessibili trecciati, presentano un rinforzo interno realizzato con una o più spirali di filo metallico ad alta resistenza, normalmente realizzato in acciaio ad alta resistenza.

Fattori Chiave nella Selezione dei Tubi

Entrano in gioco così tante variabili che è impossibile prevedere con esattezza la vita utile di un tubo assemblato. I fattori chiave da considerare includono dimensioni, temperatura, applicazione, supporti, pressione e i raccordi montati.

Tenendo questo in mente il processo di selezione deve includere un’analisi delle caratteristiche individuali del tubo per capire quale attributo darà i benefici maggiori. Avere una vasta gamma prodotti permette ai produttori di offrire il tubo ideale in funzione dei requisiti applicativi ed evitare di sovradimensionare il sistema.

Pressione

Non sottostimare mai la pressione di un sistema oleodinamico. Quando si considera la pressione del flessibile, assicurarsi di considerare la pressione di esercizio del sistema nonché eventuali picchi di pressione e il posizionamento del tubo.

Temperatura

Quando si determina quale tubo è adatto alla propria applicazione, la temperatura è un fattore critico. Ci sono due aspetti della temperatura da considerare: temperatura ambiente e temperatura del fluido. La temperatura ambiente è la temperatura all’esterno del tubo. La temperatura nominale del tubo deve superare la maggiore delle due temperature dell’applicazione.

Quando si specifica un tubo ci sono 2 temperature che bisogna identificare: la temperatura dell’ambiente operativo e la temperatura del fluido convogliato. Temperature ambiente molto basse o molto alte possono avere un effetto avverso sul rivestimento del tubo e sullo strato di rinforzo, riducendo la vita operativa.

I tubi idraulici, come quelli Parker, hanno rating di temperatura differenti in funzione del fluido. Per esempio per fluidi idraulici a base di petrolio il range di temperatura può essere da -40°C a +125°C. Per acqua, acqua/glicole e acqua in emulsione con olio idraulico il range di temperatura scende a +85°C. Il tipo di fluido può influenzare l’effetto della temperatura sul tubo.

Applicazione

Prima di selezionare un tubo è importante considerare come verrà utilizzato. In quale sistema verrà installato? Quali saranno i fattori ambientali? Se ci saranno carichi meccanici applicati al tubo? Quale tipo di raccordo verrà utilizzato? Se sarà soggetto ad abrasione?

Fluidi

Un’ulteriore considerazione dell’approccio STAMP è il media/fluido. Il tubo selezionato dovrà essere compatibile con il fluido.

Longevità e Manutenzione

Per molti OEM ed utilizzatori finali la longevità è l’aspetto più importante, dati i rischi alla sicurezza causati dal malfunzionamento di un tubo. L’aspetto più critico per un tubo idraulico è la costante abrasione a cui è soggetto quotidianamente a causa dello sfregamento con parti metalliche e con altri tubi e per effetto delle condizioni ambientali come la luce solare ed il gelo. Generalmente sono disponibili diverse opzioni per il rivestimento del tubo in modo da evitare l’utilizzo di un’ulteriore guaina protettiva.

Un altro fattore che impatta negativamente sulla longevità di un tubo è il raggio di curvatura. Piegare un tubo con un raggio di curvatura inferiore al valore minimo specificato può compromettere considerevolmente la vita utile.

Generalmente la vita media dei tubi oleodinamici può variare da 5 a 10 anni e dipende da una serie di fattori che bisogna tenere in considerazione. In Promatec ci occupiamo, su richiesta del cliente, di una serie di attività e servizi proprio rivolti alla manutenzione e test dei tubi oleodinamici. Lo facciamo attraverso una serie di strumenti e macchinari presenti nel nostro HQ.

Uno dei servizi più richiesti è il processo di flussaggio mediante l’ausilio di una Flushing Machine presente nel nostro HQ munita di misuratore di particelle e PLC. Attraverso un banco di collaudo (fino a 1400 bar), eseguiamo inoltre test a scoppio o a determinate pressioni, per valutare la resistenza dei tubi flessibili raccordati e assicurare sempre un prodotto efficiente, performante e sicuro.

Innovazioni e Materiali Alternativi

Naturalmente, molti progettisti ricercano la miscela perfetta tra la robustezza di un tubo spiralato e la flessibilità di un tubo trecciato. Parker ha recepito questo bisogno in modo chiaro e ha inserito nella sua offerta i tubi Compact Spiral caratterizzati da una pressione di lavoro pari al requisito SAE ed un raggio di curvatura dimezzato.

Tubi in PP-R e Multistrato (Aquatechnik)

La scelta del giusto tipo di tubazioni è fondamentale per il corretto funzionamento e la durata di un impianto sanitario o di riscaldamento. Nel corso della storia dell’idraulica, troviamo tracce dell’impiego dei materiali più svariati a seconda della disponibilità tipica del luogo geografico, della plasticità e possibilità di modellazione degli stessi. Sono stati rinvenuti, infatti, resti di tubazioni in argilla, legno, bambù, passando al piombo, alla ghisa, al cemento e arrivando fino ai giorni d’oggi con l’utilizzo di materiali di natura sintetica.

Il PVC, brevettato nel 1913, ha trovato un largo impiego attorno agli anni ’30-40 ed è tuttora uno dei materiali più impiegati nelle reti fognarie. Di pari passo, le tubazioni in materiale metallico come l’acciaio e il rame, utilizzate negli impianti di distribuzione fino ai giorni nostri, continuano a essere protagonisti nel mondo impiantistico.

Un tubo in PP-R è realizzato con polimero polipropilene-random. Si tratta di un materiale semplice e chimicamente stabile che non contiene sostanze chimiche nocive e non reagisce con l’ambiente circostante, né a contatto con l’acqua. La “R” di PP-R si riferisce alla presenza di molecole di etilene che forniscono una buona rigidità al materiale, garantendo una buona dose di flessibilità, dando origine così a un materiale resistente ma che può comunque piegarsi per facilitare le operazioni di posa e deformarsi a sufficienza per assorbire gli urti e le deformazioni.

Vantaggi del PP-R

Chimicamente inerte e idrofobico, per un’idoneità totale al trasporto dell’acqua potabile.
Resistente alla pressione e anche alle alte temperature fino a 95°C.
Aspettativa di vita di almeno 50 anni in condizione di temperature e pressione definite.

Per contenere il valore della dilatazione termica lineare, Aquatechnik ha poi realizzato negli ultimi anni una serie di tubazioni pluristrato con strato centrale caricato con fibre di vetro: queste speciali tubazioni riducono il valore di dilatazione termica del 70% rispetto alle tubazioni monostrato.

Il tubo multistrato è formato da almeno tre strati. Lo strato centrale in alluminio permette alla tubazione di mantenere la sua forma quando viene piegata o espansa a formare il “bicchiere”. Gli strati interni ed esterni in PE-X per loro natura non manifestano il fenomeno della corrosione, tipico dei materiali di natura metallica. Ciò garantisce che il tubo soddisfi i requisiti più severi per i sistemi di acqua potabile. Di conseguenza, il tubo multistrato presenta i vantaggi di una tubazione in materiale polimerico e quelli dei tubi metallici.

Vantaggi del Sistema Multistrato Multi-Calor

Durabilità, con un’aspettativa di vita di almeno 50 anni a impiego con pressioni di 10 bar e picchi di temperatura fino a 95°C.
Eccellente resistenza all’abrasione e alla corrosione, nettamente superiore ai materiali metallici.

Considerazioni Finali sulla Scelta tra PP-R e Multistrato

Considerando lo sforzo di Aquatechnik per migliorare entrambe le soluzioni con accorgimenti importanti e prestazioni più performanti, la scelta tra tubo in polipropilene e tubo multistrato per la realizzazione di reti di distribuzione dell’acqua sanitaria e potabile va messa in relazione alle esigenze specifiche del progetto.

Il range diametrale richiesto dal disegno: il sistema fusio-technik si estende fino al diametro 630 mm, rendendolo adatto per impieghi ove siano previste portate eccezionali.
Per quanto riguarda la resistenza, le tubazioni in polipropilene hanno performance migliori, soprattutto rispetto ad elevate temperature e sostanze chimiche.

La tecnologia WOR di Aquatechnik, infatti, è particolarmente adatta per gli impianti che raggiungono alte temperature anche per trattamenti chimici di sanificazione acqua e sono resistenti fino a 40 volte in più rispetto a un tradizionale PP-R agli agenti ossidanti quali cloro libero, clorammine e altre sostanze chimiche. I tubi multistrato Aquatechnik sono altrettanto resistenti alle elevate temperature e la natura polimerica dei materiali impiegati garantisce la totale assenza di fenomeni corrosivi tipici invece dei metalli.

Tra i fattori da considerare per l’installazione, il fenomeno di dilatazione termica, generalmente superiore per tutti i materiali sintetici rispetto al metallo. Tuttavia, le tubazioni multi-calor e multi-eco agiscono similmente. Il coefficiente di dilatazione termica lineare α=mm/mk del multistrato è 0,026, mentre quello dell’acciaio zincato è 0,012 e del rame 0,017.

Per l’installazione è fondamentale anche la leggerezza del materiale, per facilitarne la trasportabilità e la manovrabilità in cantiere. L’installazione di un sistema multistrato safety si può considerare più agevole e rapida rispetto a quella dei tubi in polipropilene, comunque semplificata dalla polifusione (a temperatura variabili dai 210 ai 260°C) rispetto alle tecniche di saldatura classiche dei tubi in metallo (temperature saldatura superiore ai 1000°C).

Misurazioni sul campo hanno dimostrato l’inequivocabile vantaggio di faser FIBER-T rispetto all’acciaio zincato filettato: con un costo praticamente simile, le ore di lavorazione con il PP-RCT WOR viene praticamente dimezzato, con 7 ore e 50 minuti vs 3 ore e 30 minuti per realizzare una colonna montante acqua calda e fredda per uno stabile di cinque piani.

Per quanto riguarda i costi di gestione, soprattutto per la distribuzione dell’acqua calda, si considera, infine la conduttività termica: λ pari 0,22 W/mK per i tubi monostrato in PP-R 80 Super, 0,19 per i tubi pluristrato e 0,42-0,52 a seconda del diametro per i tubi multistrato notevolmente inferiore a quella del rame.

I vantaggi dei materiali polimerici, per tubazioni multistrato o in polipropilene, non si limitano a performance e installazione, ma riguardando anche l’ambiente e la sicurezza. Entrambi atossici, sono idonei per il trasporto di fluidi potabili (ad eccezioni delle versioni multistrato POLIPERT, polipropilene versione fibrorinforzata FIRES e monostrato RAIN-WATER) e soluzioni eco-friendly. Le tubazioni PP-RCT WOR e multistrato Aquatechnik sono riciclabili e hanno un ciclo LCA a basso impatto ambientale.

Non resta che valutare i dettagli dell’applicazione delle nostre soluzioni per la realizzazione di un impianto idrosanitario a regola d’arte.

Tabella Comparativa Materiali Aquatechnik

Caratteristica	PP-R 80 Super (Monostrato)	Tubi Pluristrato	Tubi Multistrato
Conduttività Termica (λ W/mK)	0.22	0.19	0.42-0.52 (a seconda del diametro)
Dilatazione Termica Lineare (α mm/mk)	Dato non specificato nel testo, ma generalmente superiore per i materiali sintetici rispetto al metallo

I tubi oleodinamici rappresentano dunque un componente essenziale all’interno di moltissimi sistemi idraulici e macchinari, fornendo tutta la potenza necessaria per un funzionamento efficiente e sicuro di varie tipologie di applicazioni.

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