Tubi in ghisa per fognatura esterna: tipi, caratteristiche di applicazione e installazione

I tubi in ghisa utilizzati nella costruzione di reti fognarie rimangono un materiale attuale. Nonostante la forte concorrenza della plastica, con i prodotti in ghisa si realizzano condotte affidabili, progettate per il servizio più a lungo termine. Hanno sia punti di forza che di debolezza che vale la pena conoscere. È d'accordo?

Le racconteremo quali tubi in ghisa per fognatura esterna sono ideali e quali vengono utilizzati esclusivamente per la posa di sistemi interni. Nell'articolo che presentiamo sono riportate le caratteristiche della marcatura, descritti i tipi di giunzioni nell'assemblaggio delle comunicazioni in ghisa. Sono elencate anche le opzioni alternative.

Tubo in ghisa ad alta resistenza

Le soluzioni progettuali per la riduzione della ghisa nelle reti fognarie sono tradizionalmente motivate da considerazioni economiche. Per quanto riguarda l'affidabilità e la durata, non esistono semplicemente materiali pari al tubo in ghisa.

I prodotti realizzati in ghisa ad alta resistenza sono ampiamente utilizzati nel settore della meccanica, dell'approvvigionamento idrico, dello smaltimento delle acque reflue, nonché nel settore dell'estrazione di gas e petrolio.

Gran parte di questi prodotti sono tubi in ghisa ad alta resistenza.

Le loro proprietà operative, rispetto ai tubi normali, sono integrate dalle seguenti caratteristiche meccaniche:

• elevata tenacità all'urto;
• basso limite di snervamento;
• bassa resistenza a trazione;
• basso coefficiente di allungamento relativo.

Il raggiungimento di tali caratteristiche è stato ottenuto grazie all'introduzione di grafite di forma sferoidale (o lamellare) nella struttura della ghisa.

In altre parole, la struttura del metallo viene saturata con una quantità significativa di carbonio, che in termini pratici aggiunge ai prodotti finiti anche proprietà come:

• resistenza all'usura;
• resistenza alla compressione;
• resistenza a fatica;
• facilità di lavorazione meccanica;
• buone qualità di fusione.

Non è un caso che siano state menzionate le tubazioni in ghisa ad alta resistenza. La realizzazione di progetti di fognatura esterna prevede solitamente la costruzione di linee di scarico dagli edifici, posandole sotto lo strato di terreno. Tale sistema fognario è classificato con l'acronimo TML.

L'esercizio delle linee fognarie interrate è tipicamente caratterizzato da carichi fisici e termici elevati, che sono facilmente gestiti da tubi in ghisa ad alta resistenza. La profondità di posa delle tubazioni fognarie nel terreno è regolata dalle norme edilizie.

Classificazione dei tubi in base alla struttura

Per i tubi in ghisa per fognatura della classificazione TML esiste una suddivisione convenzionale in base alle proprietà funzionali in due tipi:

1. Senza bicchiere (SML).
2. Con bicchiere (SME).

Le prime si distinguono perché sono costruite come elementi completamente lisci dall'inizio alla fine per tutta la lunghezza. Le seconde, al contrario, hanno a un'estremità un bicchiere leggermente allargato di diametro.

I tubi in ghisa realizzati per i sistemi di drenaggio degli edifici sono prodotti in diverse esecuzioni costruttive. Nella pratica, i più utilizzati sono i tubi in ghisa senza bicchiere e con bicchiere.

I tubi in ghisa senza bicchiere sono considerati l'opzione migliore per l'installazione di sistemi fognari esterni, che per classificazione appartengono ai sistemi TML. I tubi di tipo SML offrono maggiore comodità in condizioni di posa e consentono uno smontaggio facile e rapido quando necessario.

Entrambi i tipi di tubi sono prodotti con diametro interno nominale di 100 mm, mentre il diametro esterno è di 110 mm. Di norma, il diametro nominale e qualsiasi altro diametro vengono indicati con una marcatura (ad esempio – DN100).

I diametri più comunemente utilizzati per i tubi in ghisa (con e senza bicchiere) sono compresi tra 100 e 400 mm. In generale, questo intervallo arriva fino a 1000 mm. La lunghezza standard è di 3000 mm.

Tubo senza bicchiere, realizzato in ghisa lamellare e appartenente al gruppo di classificazione SML, nonché i raccordi necessari per un corretto montaggio dei sistemi di smaltimento delle acque.

Esistono anche prodotti appartenenti ad altri gruppi di classificazione. Ad esempio, i prodotti della classificazione SMU sono destinati funzionalmente ai sistemi di scarico degli edifici e ai sistemi di drenaggio.

Esistono tubi per il trasporto di sostanze chimiche aggressive. Rientrano nella classificazione MLK. I prodotti in ghisa della classificazione MLB sono adatti per i sistemi di drenaggio su strade e ponti.

Le caratteristiche costruttive e di composizione utilizzate nella colata dei tubi in ghisa sono indicate nella marcatura:

Come si collegano i tubi SML e SME?

I tubi fognari in ghisa senza bicchiere vengono collegati tra loro utilizzando appositi dispositivi di serraggio e fissaggio. Questi elementi di collegamento sono costituiti da una fascetta stringitubo in acciaio e da un manicotto elastico che viene applicato sulla zona del giunto.

In pratica si utilizzano due varianti del serraggio della fascetta in acciaio: con una vite (CE) o con due viti (CV). Il materiale del manicotto elastico garantisce un'elevata tenuta, mentre le proprietà dell'acciaio dell'anello di serraggio impediscono la corrosione.

Fascette e manicotti metallici, dotati di inserti elastici, vengono solitamente utilizzati per collegare tra loro tubi in ghisa senza bicchiere. Esistono diverse varianti di questi elementi di fissaggio.

I morsetti di collegamento non vengono utilizzati solo per unire singoli tratti di tubi nella costruzione di una conduttura. Questi stessi componenti vengono impiegati anche per i collegamenti con i raccordi.

I morsetti sono prodotti per diversi diametri di montaggio e sono progettati per l'intera gamma di pressioni di esercizio. Esistono modifiche di morsetti con effetto fonoassorbente, utilizzati nella realizzazione di fognature silenziose. Il loro montaggio non richiede l'uso di ulteriore isolamento acustico nei punti di passaggio delle tubazioni attraverso i solai.

Gli elementi con bicchiere si collegano secondo il principio di inserire l'estremità diritta di un tubo nella parte a bicchiere dell'altro. La flessibilità e la tenuta del giunto sono generalmente garantite da un anello di gomma che è pressato in una scanalatura presente sulla superficie interna del bicchiere del tubo in ghisa.

Esiste anche uno schema in cui la tenuta del giunto nel bicchiere (e la flessibilità) si ottiene riempiendo lo spazio tra i tubi con materiale sigillante.

La pratica di costruire sistemi fognari basati su tubi di ghisa con bicchiere prevede l'uso di uno dei cinque tipi di giunti (A, B, V, G, D). Quattro di essi con guarnizioni a forma di anelli di gomma (5, 6) e uno sotto forma di corda catramata (3).

Per gli elementi a bicchiere sono tipici i seguenti tipi di sigillatura e fissaggio dei giunti:

1. Calafataggio con riempitivo in amianto-cemento.
2. Installazione di un manicotto di tenuta.
3. Installazione di un anello autosigillante.
4. Utilizzo di una flangia a baionetta con fissaggio a bulloni.
5. Applicazione di un perno di arresto.

Viene praticato anche il metodo di fissaggio del giunto del tubo mediante saldatura a caldo e a freddo, ma viene utilizzato molto raramente. Ciò è dovuto alla complessità della tecnologia di saldatura della ghisa. Inoltre, per eseguire lavori di saldatura sulla ghisa sono necessari specialisti, utensili professionali per saldatura ed elettrodi costosi a base di nichel.

Le caratteristiche della scelta dei tubi per la realizzazione di un sistema fognario interno sono illustrate nell'articolo, in cui sono dettagliatamente esposti tutti gli argomenti e sono esaminate le caratteristiche delle varie tipologie.

Caratteristiche della struttura e applicazione

La caratteristica principale dei tubi in ghisa del gruppo del classificatore TML è la loro destinazione per l'installazione sotterranea a una profondità da 0,8 a 6 metri. Realizzati appositamente come elementi dei sistemi esterni TML, i tubi si contraddistinguono per un elevato grado di resistenza e protezione anticorrosione.

I parametri di resistenza a compressione consentono di posare le linee fognarie senza timore di danni, ad esempio sotto il manto stradale con carichi pesanti. Tuttavia, durante l'installazione è necessario rispettare le norme DIN EN 877, 1610, GOST, che prevedono la creazione di adeguate fondazioni di supporto e solette.

La struttura del moderno tubo in ghisa senza bicchiere è composta da un rivestimento interno a due strati di resina epossidica (1), un rivestimento esterno di vernice epossidica (2), uno strato di lavoro in ghisa con grafite lamellare o sferoidale (3), un rivestimento protettivo di zinco (4)

Tra le caratteristiche del tubo in ghisa ad alta resistenza va inoltre evidenziata la presenza di un rivestimento efficace (esterno e interno), anche sui pezzi sagomati. Il rivestimento è realizzato con l'impiego di zinco e resine epossidiche, garantendo un'elevata protezione anticorrosione anche in ambienti fortemente aggressivi.

Questi tubi possono essere utilizzati con successo per la posa in terreni con pH elevato (0-10). Il rivestimento epossidico interno dei tubi fognari in ghisa ha una struttura liscia (scorrevole), riducendo al minimo il coefficiente di resistenza durante il flusso delle acque reflue.

Struttura del moderno tubo in ghisa TML:

1. Rivestimento in resina epossidica modificata a due strati (spessore dello strato 120 µm).
2. Rivestimento protettivo in vernice epossidica (spessore dello strato 60 µm).
3. Strato di base in ghisa con alto contenuto di carbonio.
4. Rivestimento protettivo in polvere di zinco (densità di spruzzatura 130 g/m²).

La lunghezza standard del tubo (3000 mm) può essere facilmente accorciata alla misura desiderata, ad esempio con un tagliatubi elettrico. Eseguendo il taglio del tubo in ghisa, è necessario garantire un taglio preciso e dritto. Questo approccio garantisce l'affidabilità della tenuta durante l'assemblaggio delle linee di drenaggio.

Inoltre, i bordi tagliati vengono solitamente verniciati con vernice speciale e rivestiti con nastro isolante tipo Pro-Cut. Per ambienti aggressivi vengono utilizzate guarnizioni speciali. Queste misure aumentano ulteriormente la protezione e annullano i rischi di perdite.

In questo modo si crea un giunto sul bordo del tubo in ghisa tagliato, quando viene utilizzato il nastro isolante Pro-Cut come elemento protettivo e di tenuta.

L'elenco delle caratteristiche dei tubi fognari in ghisa è impressionante. Rispetto ai prodotti polimerici, che stanno rapidamente guadagnando popolarità grazie al basso costo, i prodotti in ghisa presentano numerosi vantaggi.

La ghisa non teme il fuoco e le alte temperature, mentre i tubi di plastica si ammorbidiscono già a T=100º e a temperature più elevate iniziano a deformarsi e possono sciogliersi.

I tubi in ghisa sono caratterizzati da un basso livello di rumore durante il funzionamento del sistema e non richiedono l'installazione di compensatori di dilatazione. Possono essere inseriti nello spessore del calcestruzzo senza timore di rotture dovute alla contrazione/espansione dei materiali.

Pertanto, i costi di acquisto vengono rapidamente compensati dal funzionamento economico dei tubi in ghisa. Il loro utilizzo non richiede la creazione di isolamento antincendio e acustico, il periodo di intermanutenzione è di diverse volte superiore a quello delle tubazioni in plastica. La durata di esercizio non è limitata nemmeno a 100 anni.

Prodotti preisolati

I prodotti in ghisa del gruppo del classificatore TML integrano i prodotti che rappresentano tubi in ghisa preisolati. Tali modifiche vengono utilizzate con successo in ambienti con bassi valori di temperatura.

In sostanza, si tratta degli stessi tubi senza bicchiere o a bicchiere di alta resistenza (1), ulteriormente rivestiti con strati tecnologici (2, 3, 4) di isolamento termico.

Variante del tubo in ghisa senza bicchiere, completato con un elemento di isolamento termico. I prodotti in questa configurazione sono chiamati "tubi preisolati". Sono destinati all'uso in condizioni di basse temperature ambientali.

Come efficiente isolante termico viene utilizzata schiuma termoindurente (3) o materiale simile, con struttura densa e proprietà di non infiammabilità di classe "A2". L'isolante termico è rivestito da un involucro in lamiera di acciaio zincato (4). Lo spessore della lamiera dell'involucro è di almeno 1 mm. L'involucro è fissato con fascette (2), anch'esse in acciaio zincato.

I tubi in ghisa preisolati sono progettati per l'uso in condizioni di umidità fino al 75%. L'isolamento impedisce la formazione di condensa in condizioni di temperature basse e critiche. Esistono modifiche con l'integrazione di un cavo scaldante direttamente nella struttura dell'isolante termico.

Motivi della sostituzione della ghisa con polimeri

A cosa è dovuta la crescente popolarità dei prodotti polimerici, con cui si cerca di sostituire la ghisa?

A quanto pare, le ragioni principali sono:

• rischi di corrosione della ghisa dovuta a danni da correnti vaganti dei campi elettromagnetici;
• assenza di protezione aggiuntiva delle pareti interne dei tubi da ambienti aggressivi;
• rigidità dei prodotti, che ha un effetto positivo su un singolo tubo, ma provoca lo spostamento dei carichi complessivi del terreno nei punti di giunzione di una tubazione composta da decine o più tubi;
• complessità tecniche che inevitabilmente sorgono durante la riparazione o in caso di realizzazione di nuovi innesti di comunicazione.

I tubi polimerici sono utilizzati molto più spesso di quelli in ghisa nella realizzazione di sistemi di fognatura autonoma nelle case private.

Su quali tubi sia meglio utilizzare nella realizzazione della parte esterna del sistema fognario in un terreno di campagna, lo scoprirete nel prossimo articolo, dedicato a questa complessa questione.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Alcuni consigli utili sulla scelta dei tubi saranno utili per realizzare impianti fognari fai-da-te:

Tuttavia, i prodotti polimerici, sotto il profilo tecnico e operativo, sono inferiori ai prodotti in ghisa. Presentano molti più svantaggi rispetto ai tubi fognari in ghisa.

I polimeri sono comodi e razionali da utilizzare nei sistemi fognari interni, ma per le importanti reti esterne è ragionevole, da qualsiasi punto di vista, utilizzare proprio la ghisa.

Possiede informazioni utili sulla realizzazione di una fognatura esterna in tubi di ghisa? Vuole raccontare come ha realizzato l'impianto nel suo terreno? Scriva, per favore, i commenti nel blocco sottostante, pubblichi foto relative all'articolo, ponga domande.