Tubi Idraulici in Ghisa: Caratteristiche e Utilizzo
I tubi in ghisa sono tra i più resistenti e durevoli, utilizzati principalmente per reti idrauliche e fognarie in ambito urbano e industriale.
La ghisa offre un’alta resistenza alla compressione e alle sollecitazioni meccaniche, rendendola ideale per applicazioni che richiedono grande robustezza.
Rispetto ad altri materiali come acciaio o PVC, la ghisa è più pesante e meno flessibile, con un’installazione più complessa.
Materiali alternativi per tubi idraulici
Il PVC (policloruro di vinile) è uno dei materiali più comuni per i tubi idraulici. È leggero, resistente alla corrosione e ha un costo relativamente basso. È ideale per impianti di acqua potabile, scarichi e drenaggi.
I tubi in acciaio, soprattutto quelli in acciaio inox, sono noti per la loro robustezza e resistenza alla pressione. Vengono utilizzati in applicazioni industriali o in ambienti che richiedono una grande resistenza.
Il polietilene (tubi PE) è un materiale flessibile e resistente agli agenti chimici e alle basse temperature. I tubi in polietilene sono ideale per impianti di irrigazione, trasporto di gas e sistemi che devono resistere a condizioni atmosferiche difficili.
Caratteristiche specifiche dei tubi in ghisa sferoidale
Tubazione in Ghisa Sferoidale per acquedotto, giunto elastico "Rapido" UNI 9163, rivestimento interno in malta cementizia d'altoforno centrifugata, esterno con strato di zinco-alluminio arricchito di rame (400 g/m2), pitturato con vernice acrilica acquacoat di colore azzurro, conforme alla norma UNI EN 545/2007 e al D.M. n. 174 del 06/04/2004 (sostituisce la Circ. Min. Sanità n. 102 del 02/12/78); fornita in barre da 6 m.
Diametro Nominale ........ PMA: (Pressione Massima Amissibile): Pressione interna massima, compreso il colpo d'ariete che un componente può sopportare in modo sicuro in esercizio.
Tubo realizzato per centrifugazione, con un'estremità liscia e un'estremità a bicchiere all'interno del quale è alloggiata la guarnizione di tenuta.
Il bicchiere e quindi il giunto di collegamento, può essere di tipo Standard o di tipo Tyton. I giunti a bicchiere conferiscono alla condotta il comportamento di una catena flessibile, a livello delle giunzioni, nei limiti del gioco ammissibile.
Giunto Standard
Il giunto STANDARD è pensato per reti in pressione e garantisce la tenuta grazie alla compressione radiale di una guarnizione in elastomero (EPDM) alloggiata nel bicchiere.
L’inserimento del tubo avviene con semplicità, sfruttando la forma del bicchiere stesso, che agevola l’introduzione dell’estremità liscia del tubo.
Giunto Tyton
Il giunto TYTON è progettato per garantire la tenuta idraulica nei sistemi in pressione tramite una guarnizione in elastomero (EPDM) inserita in una sede apposita all’interno del bicchiere.
Grazie al suo profilo e alla capacità di assorbire dilatazioni e movimenti assiali, il giunto TYTON è indicato per installazioni che richiedono affidabilità e lunga durata. È compatibile con l’intera gamma di tubi TYTON e accessori dedicati.
Acciaio vs. Ghisa: Un Confronto
L’acciaio è, in tutti i sensi, un materiale assai più raffinato della ghisa. Basti pensare al processo tecnologico che, in parte, è comune a entrambi i materiali in quanto l’acciaio deriva dall’affinazione della ghisa uscente dall’altoforno.
La ghisa è infatti una lega ferro-carbonio con un contenuto di carbonio superiore al 2%, mentre l’acciaio utilizzato ad esempio per le condotte per il trasporto di acqua è una lega con meno dello 0,22% di carbonio.
La presenza di una percentuale di carbonio relativamente alta, nella serrata struttura cristallina del ferro, conferisce alla ghisa un comportamento che esibisce tipicamente bassa capacità di assorbire energia (bassa resilienza) e un comportamento tipicamente fragile.
Il progresso tecnologico degli ultimi decenni ha reso possibile la realizzazione di ghise meno fragili, come le ghise sferoidali, dove la maggior parte del carbonio si trova sottoforma di particelle tondeggianti di grafite.
Ci si limiterà ad illustrare il risultato di alcuni test che mostrano inequivocabilmente le differenze in termini di tenacità tra i due materiali in esame.
In particolare si ricorda che una delle prove obbligatorie a cui deve essere sottoposta una partita di tubi in acciaio a saldatura longitudinale ERW/HFI (secondo le Normative internazionali) è la prova di schiacciamento, detta “flattening test”.
Questo test si intende superato (e DEVE essere superato) se la tubazione resta integra e non subisce danneggiamenti al termine della deformazione.
Simili evidenze mostrano che una tubazione in acciaio può deformarsi tanto senza perdere integrità strutturale. In altri termini, una tubazione in acciaio soggetta ad improvvise sollecitazioni, può deformarsi molto ma il fluido all’interno continuerebbe a circolare senza perdite. Una tubazione in ghisa avrebbe un completo default con inevitabile interruzione del servizio.
La caratteristica di tenacità, che è la capacità di un materiale di assorbire energia, deformandosi plasticamente prima di rompersi, può essere visualizzata facilmente a livello grafico. Essa è infatti rappresentata dall’area sottesa alla curva sforzo-deformazione del materiale che si prende in esame.
Di seguito è chiaro come la ghisa sferoidale (in verde) abbia migliorato molto le ghise tradizionali (in rosso).
Vantaggi dell'acciaio
- Possibilità di produrre tubi di notevole lunghezza. I tubi in acciaio vengono solitamente prodotti in barre da 12÷13,5 metri o anche di più.
- I tubi in ghisa sferoidale non possono essere modificati, anche in campo, con la semplicità delle tubazioni in acciaio.
Corrosione e Protezione
Ebbene, per corrosione di un metallo si intende la dissoluzione sotto forma di ioni causata dall’ambiente circostante, detto in questo caso elettrolita. I tubi grafitizzati mantengono un aspetto esteriore identico a quelli integri. Tuttavia essi si scalfiscono facilmente con una punta metallica e se percossi producono un tipico suono sordo, sintomo dello stato degradato in cui si trovano.
Alle tubazioni in acciaio vengono applicate due tipi di protezione: attiva e passiva.
La protezione passiva è l’insieme dei provvedimenti atti ad isolare le tubazioni elettricamente e meccanicamente dall’ambiente in cui giacciono e dalle altre strutture estranee presenti.
I provvedimenti di protezione passiva che in ogni caso riducono sensibilmente i fenomeni di corrosione non sono tali da costituire un sistema di protezione integrale in quanto non possono evitare quei fenomeni di corrosione, in particolare localizzati, che si generano sia per avarie al rivestimento, causate durante la posa in opera delle tubazioni, sia per il naturale degradamento del rivestimento stesso accelerato dall’aggressività dei terreni, sia infine per particolari condizioni elettriche di questi ultimi.
Si è costretti quindi ad integrare il sistema di protezione passiva con provvedimenti di protezione attiva o protezione catodica. Questo tipo di difesa ha lo scopo di disciplinare i flussi di corrente, in modo da rendere catodica l’intera superficie del tubo (cioè rendendola più negativa).
La protezione è totale in quanto, in ogni istante, il potenziale in ogni punto della struttura è reso uguale o inferiore alla soglia di immunità.
La protezione dalla corrosione dei tubi in ghisa è limitata a quella passiva, costituita dai rivestimenti. Per questo tipo di tubazione la protezione attiva di fatto non si applica in quanto sarebbe teoricamente estremamente onerosa.
Infatti, per realizzare una buona protezione catodica è necessaria la continuità elettrica longitudinale della tubazione, con una resistenza quanto più bassa possibile.
Ovviamente la presenza del giunto elastico, conferendo al tubo in ghisa una resistenza elettrica longitudinale relativamente elevata, in parte attutisce il problema della corrosione conferendo al tubo una sorta di protezione intrinseca che però risulta efficace solo in terreni poco aggressivi.
In condizioni più gravose, con terreni argillosi o comunque più aggressivi o in presenza di correnti vaganti, l’impossibilità di applicare la protezione attiva sulle condotte in ghisa le rende di fatto soggette all’insorgere di fenomeni di corrosione.
Abbiamo intanto ribadito un concetto tecnicamente lapalissiano e cioè che l’acciaio è un materiale dal comportamento meccanico più “nobile” di quello della ghisa, caratterizzata invece da resistenze, resilienza e tenacità più basse.
In conclusione la protezione catodica, che viene vista spesso da progettisti e operatori come una sorta di “seccatura” per le condotte in acciaio, in realtà è una vantaggio formidabile e unico perché, insieme con i rivestimenti anticorrosivi (ad es.
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