Tubi per gas: analisi comparativa di tutti i tipi di tubi per gas + come scegliere la migliore opzione

Uno degli aspetti più importanti nell'autonoma gassificazione domestica è il rispetto delle norme e dei requisiti di sicurezza antincendio. Già in fase di progettazione è necessario sapere con chiarezza quali tubi per gas sono adatti per l'installazione esterna e interna. Una buona combinazione delle loro diverse tipologie garantirà la massima affidabilità della conduttura.

Vi spiegheremo come si effettua la scelta dei tubi in base alla categoria di esercizio del gasdotto. Vi suggeriremo quali prodotti vengono utilizzati per la posa dei rami esterni e per la distribuzione interna. Seguendo i nostri consigli potrete selezionare perfettamente il materiale per il sistema e controllare il lavoro dei tecnici del gas assunti.

Classificazione principale dei gasdotti

La categoria del gasdotto, che dipende dal valore della pressione del gas, è uno dei criteri più importanti che hanno un'influenza significativa sulla scelta del materiale dei tubi.

Si distinguono 5 categorie principali della rete del gas:

1. I-A — struttura con la pressione più alta, superiore a 1,2 MPa. Diametro del tubo 1000-1200 mm, scopo: collegamento di centrali termiche, turbine e impianti a vapore.
2. I — sistema con alta pressione, compresa tra 0,6 e 1,2 MPa. Il suo scopo è il trasporto del gas e l'allestimento di punti di distribuzione del gas.
3. II — pressione inferiore rispetto alla categoria precedente, ma comunque considerata alta. Varia nell'intervallo 300-600 kPa. Diametro del tubo 500-1000 mm, scopo del gasdotto: consegna del gas dai distributori agli impianti industriali, alle case residenziali e a uso sociale.
4. III — struttura a media pressione con valori da 5 a 300 kPa. È consentito l'uso di tubi con diametro 300-500 mm. Il suo scopo è il trasporto del gas dalla rete principale ai punti di distribuzione situati presso le abitazioni.
5. IV — sistema con pressione minima (meno di 5 kPa). Il diametro del tubo non supera i 300 mm, scopo: consegna del gas dal gasdotto di ingresso alle case e direttamente agli apparecchi finali di consumo.

Oltre alla categoria del gasdotto e all'entità della pressione, un'influenza non trascurabile sulla scelta dei tubi è esercitata dalle caratteristiche della loro posa e dalle condizioni operative — posa esterna o interna, aerea o interrata.

Se verranno interrati, si dovranno considerare fattori come la profondità di congelamento, la densità e lo spessore dello strato di terreno, la probabilità di processi corrosivi, la presenza di correnti vaganti.

Il gasdotto fuori terra o aereo si distingue per la semplicità dei lavori di installazione per la sua realizzazione, ma per un funzionamento affidabile è necessaria una manutenzione aggiuntiva.

Per garantire un funzionamento stabile e duraturo del gasdotto, è necessario già in fase di lavori preparatori e di progettazione tenere conto delle peculiarità di installazione e funzionamento, eseguire tutte le analisi prescritte dalle norme di gasificazione.

Tipologie di materiali per tubi gas

I requisiti principali per il sistema di trasporto del gas riguardano la loro sicurezza antincendio, che si ottiene con la completa tenuta stagna delle giunzioni. In precedenza, per la realizzazione della rete venivano utilizzati esclusivamente prodotti in acciaio, la cui durata dipendeva dallo spessore del materiale e dalla pressione nel sistema.

Oggi, insieme ai tubi in acciaio, nella creazione e sistemazione dei gasdotti vengono utilizzati molto attivamente prodotti industriali in rame e polietilene. L'influenza diretta sulla scelta del materiale è esercitata dal campo di applicazione.

Così, i tubi in acciaio sono adatti per gasdotti aerei e interrati. Vengono utilizzati con successo sia per la distribuzione interna degli edifici che per la creazione di condotte ad altissima pressione. I tubi in polietilene, invece, sono adatti solo per la posa interrata, mentre quelli in rame per l'installazione di sistemi a gas all'interno di appartamenti e case.

I gasdotti in polietilene stanno sostituendo con successo le strutture interrate in acciaio di destinazione analoga grazie alla semplicità di installazione, alla durata e al costo inferiore.

Per capire quali tubi possono essere utilizzati per il trasporto del gas, è necessario conoscere non solo le norme di installazione e progettazione dei gasdotti, ma anche comprendere i punti deboli e forti di ciascun materiale.

Caratteristiche e utilizzo dei tubi in acciaio

Attualmente i gasdotti in acciaio sono i più diffusi. Ciò è legato all'elevata affidabilità del materiale e all'ampio campo di applicazione.

Descrizione generale dei prodotti in acciaio

Ai requisiti delle norme edilizie di gasificazione rispondono i tubi saldati con giuntura a spirale o diritta, o i prodotti senza saldatura laminati a caldo o a freddo. Essi sono ampiamente utilizzati nella costruzione sia di gasdotti principali che di linee di allacciamento a case private.

Per la fabbricazione di tubi d'acciaio utilizzati per la gasificazione, si utilizza acciaio a basso tenore di carbonio (fino allo 0,25%). Da esso vengono rimossi zolfo (contenuto non superiore allo 0,056%) e fosforo (contenuto non superiore allo 0,046%). Ciò è necessario per conferire al materiale le proprietà richieste.

I parametri principali dei tubi sono lo spessore della parete d'acciaio e il diametro del gasdotto, che vengono determinati mediante calcolo e dipendono dal volume del gas pompato e dalla pressione nel sistema.

I tubi d'acciaio senza saldatura sono i più utilizzati per la realizzazione di gasdotti ad alta pressione, ciò è dovuto alla massima tenuta dei giunti che si ottengono durante il processo di connessione.

Oltre ai valori calcolati, i tubi d'acciaio laminati devono essere conformi al GOST, i cui requisiti principali consistono nei seguenti parametri:

• il diametro interno del gasdotto deve essere di 25 mm o maggiore;
• il diametro del tubo per la realizzazione di sistemi di distribuzione del gas — 50 mm;
• per la costruzione di un gasdotto fuori terra è consentito l'uso di un prodotto realizzato con acciaio di spessore pari o superiore a 2 mm;
• lo spessore dell'acciaio del gasdotto interrato deve essere non inferiore a 3 mm.

Oltre al metodo di posa del gasdotto, il diametro e lo spessore delle pareti dei prodotti in acciaio possono essere influenzati dalle caratteristiche sismiche e climatiche del territorio in cui viene realizzata la costruzione.

Marcatura dei tubi in acciaio

Ogni specialista deve conoscere la marcatura dei tubi, poiché dietro un insieme di semplici lettere e numeri si cela un'informazione importante. Così, l'abbreviazione VGP indica che si tratta di un tubo per acqua e gas, la cui produzione deve essere regolata dal GOST 3262-75.

Il parametro principale del tubo del gas è il diametro nominale, contrassegnato come DN. Per i prodotti fabbricati con DN 6-150 mm, lo spessore standard della parete varia da 1,8 a 4 mm. Industrialmente vengono prodotti tubi rinforzati; per la loro fabbricazione si utilizza acciaio il cui spessore può superare i 5,5 mm.

Su un fascio di tubi d'acciaio con diametro inferiore a 159 mm viene appesa un'etichetta con la marcatura; consultandola è possibile conoscere le caratteristiche complete del prodotto.

La marcatura è presente direttamente sul tubo il cui spessore è superiore a 3,5 mm e il DN supera 159 mm. In caso contrario, viene marcato il fascio di prodotti, sul quale viene appesa un'etichetta contenente informazioni sulla lunghezza e il diametro, nonché il tipo di acciaio utilizzato. È obbligatorio che sull'etichetta sia presente il marchio del controllo qualità (OTK) del produttore.

Le lettere nella marcatura dei tubi d'acciaio corrispondono ai seguenti parametri:

• P – acciaio di precisione maggiore;
• N – presenza di filettatura laminata;
• R – presenza di filettatura tagliata;
• D – filettatura allungata;
• M – dotazione di manicotto.

La lunghezza standard dei tubi in acciaio VGP è di 4-12 m. Vengono chiamati tubi di misura. Quando la lunghezza supera i 12 m, vengono chiamati tubi non di misura.

Particolarità dei gasdotti in acciaio

I tubi d'acciaio leggeri a parete sottile vengono utilizzati esclusivamente nei gasdotti a bassa pressione, impiegati nella gasificazione di case private e nella realizzazione di impianti interni agli alloggi. Il peso ridotto del materiale facilita il lavoro con i tubi e consente di posare senza problemi una rete caratterizzata da complesse peculiarità costruttive.

I prodotti leggeri possono essere piegati con un angolo ridotto senza ricorrere alla piegatrice. I tubi in acciaio a parete sottile hanno un'elevata conduttività termica, che spesso porta alla formazione di condensa.

Si può evitare un invecchiamento precoce dovuto alla corrosione se, dopo l'installazione della tubazione, la superficie viene trattata con vernice a olio. Più strati vengono applicati, più efficace sarà la protezione dell'acciaio. Questi prodotti possono essere facilmente collegati mediante saldatura ed è consentito anche il collegamento filettato con raccordi.

Il collegamento filettato è il punto più vulnerabile del gasdotto; per la tenuta è meglio utilizzare fibra di lino e, dopo l'installazione, verificare la tenuta del collegamento applicando una soluzione di sapone sul giunto.

Quando è necessario realizzare un gasdotto in grado di sopportare la massima pressione, si utilizzano tubi rinforzati a parete spessa più massicci. La massima resistenza del gasdotto si ottiene con un collegamento di qualità dei tubi d'acciaio senza saldatura, mediante saldatura; nella fase finale è obbligatorio il controllo dei giunti.

Vantaggi e svantaggi delle strutture

I prodotti in acciaio, grazie alle loro proprietà fisiche, sono caratterizzati da elevata resistenza, e lavori di saldatura eseguiti con qualità garantiscono affidabilità e tenuta della giunzione. Possono essere considerati universali grazie alla possibilità di posa interrata e superficiale. Inoltre, sono adatti sia per uso interno che esterno.

Oltre agli aspetti positivi, ci sono anche una serie di svantaggi che non possono essere ignorati quando si scelgono i tubi e si prendono misure per ottimizzare la durata dei gasdotti in acciaio:

• complessità dei lavori di installazione;
• bassa resistenza alla corrosione;
• tendenza alla formazione di condensa, particolarmente evidente nei tubi leggeri;
• massa elevata;
• costo elevato;
• scarsa flessibilità.

Rispettando le norme edilizie, le regole di installazione e funzionamento e garantendo un isolamento di qualità, il periodo di funzionamento senza interruzioni di un gasdotto in acciaio sarà di almeno quattro decenni.

Particolarità dei tubi gas in polietilene

Oltre alle strutture in acciaio, negli ultimi tempi vengono attivamente utilizzati altri prodotti, per la cui fabbricazione vengono impiegati materiali polimerici.

I lavori di montaggio per la realizzazione di un gasdotto in polietilene vengono eseguiti molto più rapidamente rispetto ai tubi d'acciaio, il che è dovuto all'assenza di giunzioni filettate e alla necessità di utilizzare pesanti apparecchiature di saldatura elettrica e a gas.

Metodi di giunzione delle strutture polimeriche

Oggi la qualità dei tubi in polietilene consente di realizzare gasdotti sotterranei affidabili, la cui durata raggiunge gli 80-90 anni. Il più delle volte, la rete di materiali in polietilene viene realizzata per portare la linea alle case private.

Inoltre, tali prodotti possono essere utilizzati per il trasporto di gas in sistemi la cui pressione non superi 1,2 MPa.

Per unire i tubi in polietilene testa a testa, è necessario centrarli accuratamente, riscaldare i bordi fino alla fusione e unirli sotto pressione, che viene impostata sul centratore regolabile.

La tenuta delle giunzioni dei tubi in polietilene di qualità adeguata è garantita dalla saldatura, che può essere eseguita in due modi:

1. I tubi, i cui bordi vengono preriscaldati con un apposito saldatore, vengono montati testa a testa. Analogamente avviene il montaggio dei raccordi. Il riscaldamento deve essere effettuato fino al raggiungimento della viscosità.
2. I bordi del prodotto vengono inseriti in un'apposita guarnizione di collegamento, all'interno della quale sono presenti elementi riscaldanti. La tensione applicata garantisce il riscaldamento degli elementi e il fissaggio dei tubi nel raccordo. Il giunto ottenuto mediante saldatura a manicotto elettrosaldabile resiste a pressioni fino a 16 MPa.

Se si tratta di un allaccio individuale alla rete del gas, è meglio preferire l'opzione di installazione più economica, che prevede la saldatura testa a testa.

In caso di gasificazione collettiva di villaggi di cottage, cooperative di dacie, paesi, è meglio ricorrere alla più costosa saldatura a manicotto elettrosaldabile degli elementi in polietilene del gasdotto. È proprio questo metodo che garantisce la massima tenuta e affidabilità del giunto.

Caratteristiche dei tubi in polietilene

I tubi in polietilene sono prodotti con diametri da 20 a 400 mm, le dimensioni standard sono contrassegnate come SDR11 e SDR17,6. A seconda della classe di resistenza, si distinguono prodotti con marcatura PE80 (di colore nero con inserti gialli) e PE100 (di colore nero con inserti blu).

Il tubo in polietilene PE-80 è contrassegnato da una caratteristica linea di colore blu, viene utilizzato per la realizzazione di gasdotti sotterranei a bassa pressione

Per la gasificazione individuale e la realizzazione di tubazioni a bassa pressione sono adatti i tubi in polietilene PE80. A loro volta, i prodotti PE100 hanno una resistenza maggiore e il loro utilizzo è consentito per la creazione di gasdotti con pressione fino a 1,2 MPa.

Bisogna tenere presente che l'installazione dei tubi PE100 richiederà maggiori sforzi, poiché dovranno essere riscaldati a una temperatura più alta, tuttavia questi costi sono compensati dall'ottima qualità della giunzione.

Vantaggi e svantaggi dei tubi gas polimerici

La tubazione in acciaio, un tempo popolare, viene ora notevolmente sostituita da alternative in polietilene.

Questo fatto ha molte spiegazioni ragionevoli, che risiedono nelle qualità utili dei tubi in PE:

1. Buona resistenza alla corrosione, capacità di resistere all'azione di composti chimicamente aggressivi.
2. Elevata resistenza, resistenza agli urti meccanici.
3. Ottima capacità di flusso, garantita dall'assenza di rugosità. Se si confrontano i prodotti in polietilene con quelli in acciaio dello stesso diametro, la portata del gasdotto in tubi PE sarà superiore del 30%.
4. Semplicità di esecuzione dei lavori di installazione. La saldatura dei tubi in PE non richiede le pesanti attrezzature di saldatura a gas o elettrica, come per l'installazione di un gasdotto in acciaio. Inoltre, i tubi in polietilene si piegano facilmente, consentendo di aggirare gli ostacoli che si presentano lungo il percorso del gasdotto.
5. Costo contenuto dei prodotti in polietilene rispetto a quelli equivalenti in rame e acciaio.

I tubi in polietilene sono utilizzati abbastanza attivamente nell'allacciamento del gas a una casa privata. Ciò è dovuto a una serie di qualità positive. Tuttavia, esistono alcune particolarità nel loro impiego che limitano o addirittura escludono completamente la possibilità di realizzare una rete del gas con strutture in polietilene.

Ad esempio, non è possibile utilizzare tubi in PE nelle zone sismicamente attive, nelle regioni in cui la temperatura scende fino a -45 gradi, nei gasdotti con pressione superiore a 1,2 MPa.

Inoltre, i tubi in polietilene sono del tutto incompatibili con la posa della rete in gallerie e collettori, mentre quelli in acciaio consentono questa opzione. Bisogna tenere presente che il riscaldamento del polietilene a 80 gradi provoca la sua deformazione e successiva rottura.

Non è consigliato l'uso di tubi in PE per gasdotti fuori terra, poiché il materiale si degrada rapidamente sotto l'azione dei raggi ultravioletti. Se si decide di realizzare un gasdotto fuori terra, i tubi devono essere rivestiti con uno speciale composto polimerico protettivo.

Dettagli sulla realizzazione di un gasdotto in rame

I tubi in rame hanno iniziato ad essere utilizzati relativamente di recente per la realizzazione della rete del gas. È consentito l'uso di tubi di rame trafilati e laminati a freddo con spessore della parete non inferiore a 1 mm per l'impianto interno.

Il rame è un materiale piuttosto costoso, tuttavia il suo utilizzo è giustificato dalla semplicità dei lavori di installazione e dalla possibilità di realizzare linee di configurazione complessa.

I tubi di rame correttamente collegati non solo garantiscono la completa tenuta dei giunti, ma si inseriscono perfettamente nell'arredamento di qualsiasi ambiente.

Un altro fatto innegabile a favore dei tubi di rame è il loro aspetto attraente. Poiché la conduttura del gas non può essere nascosta in nicchie, pareti e scatole, le strutture in acciaio possono facilmente rovinare l'aspetto della stanza, mentre i tubi di rame arricchiranno solo l'interno.

I prodotti in rame possiedono le seguenti qualità positive, che potrebbero essere decisive nella loro scelta per la realizzazione di una conduttura del gas:

• elevata plasticità, grazie alla quale è possibile realizzare la posa di linee di configurazione complessa;
• semplicità e facilità di esecuzione dei lavori di installazione, il prodotto si taglia facilmente, il collegamento dei tubi si effettua mediante l'uso di raccordi a pressare o saldatura;
• aspetto attraente;
• durata: la vita utile, se la tecnologia viene rispettata, raggiunge i 100 anni;
• resistenza ai danni meccanici e resistenza all'azione di composti chimicamente attivi.

I tubi di rame hanno anche i loro punti deboli, il principale dei quali è l'elevata conduttività termica, che favorisce la formazione di condensa. Inoltre, la loro resistenza è molto inferiore rispetto a quella dei tubi d'acciaio, mentre il prezzo è molto più alto.

La tecnologia di saldatura dei tubi di rame, che garantisce un giunto ermetico, è illustrata nell'articolo seguente, che Le consigliamo di leggere.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video mostra il processo di produzione di tubi d'acciaio senza saldatura:

Saldatura elettrofusione di tubi in polietilene nel video:

Attualmente, i tubi di rame e quelli polimerici, sebbene in alcuni casi possano competere con quelli d'acciaio, non possono sostituirli completamente. Le strutture in polietilene sono ideali per le condutture del gas interrate, quelle in rame facilitano l'installazione dei circuiti interni, mentre quelle in acciaio sono universali e possono essere utilizzate per creare qualsiasi tipo di rete del gas.

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