Tubi in polietilene per gasdotti: tipi e specifiche per la posa di condotte in polietilene

In passato, per la realizzazione di impianti industriali e domestici venivano utilizzati tubi in ghisa, acciaio e rame. Con l'avvento dei polimeri, non inferiori ai prodotti metallici per resistenza, durevolezza e inerzia chimica, i materiali per tubi hanno iniziato a essere prodotti in polipropilene, polietilene, cloruro di polivinile, polibutilene, ecc.

I tubi in polietilene per gasdotti si sono dimostrati validi – pratici, elastici, leggeri, che facilitano notevolmente il trasporto e l'installazione. Se avete deciso di gasificare una casa privata, non sarà superfluo conoscere più in dettaglio le caratteristiche tecniche, le condizioni e le modalità di installazione dei tubi in polietilene.

Tubi in PE per gasdotti

Il polietilene a bassa densità non viene utilizzato solo per la fabbricazione di elementi di gasdotti. Viene impiegato anche per la realizzazione di altre utenze – acquedotti, fognature, condotte tecniche di protezione. I tipi di tubi differiscono per composizione, caratteristiche e marcatura.

Concentriamoci sui prodotti per il trasporto del gas, la cui produzione è soggetta ai requisiti GOST R 50838-2009 (edizione obsoleta – GOST R 50838-95).

Tipi e dimensioni

I tubi in polimero per gas in pressione possono essere costituiti solo da polietilene o essere rinforzati con strati aggiuntivi.

Pertanto, si distinguono tre tipi:

• polietilene, compresi quelli contrassegnati da strisce gialle;
• polietilene con strati coestrusi posizionati all'interno o all'esterno;
• polietilene con rivestimento protettivo in termoplastico, da rimuovere prima dell'installazione.

Tutti i tipi di materiale per tubi sono destinati al trasporto di vari gas, conformi alle norme GOST 5542 e utilizzati come materia prima o combustibile per esigenze industriali e domestiche. Sono state adottate limitazioni per l'uso delle condotte: pressione max di esercizio – 1,2 MPa, temperatura max di esercizio -/+40°C.

I tubi vengono venduti in confezioni di vario tipo: i prodotti con diametro da 200 mm in su – solo in tratti diritti, quelli più sottili – in rotoli o bobine.

La produzione industriale viene fornita in segmenti da 5 a 24 m, multipli di 0,25 m, ma più spesso in lunghezze medie, comode per il trasporto con mezzi speciali – ad esempio 13 m. L'avvolgimento di tubi sottili in bobina prevede lunghezze variabili, ma più spesso si trovano rotoli da 200, 500, 700 m. È possibile produrre articoli di altre lunghezze, ma solo previo accordo con i clienti.

In base allo spessore delle pareti e alla pressione di esercizio, i tubi si dividono in due tipi:

• PE-80. Spessore della parete: 2-3 mm, pressione di esercizio: 3-6 MPa; adatti per gasdotti e acquedotti;
• PE-100. Spessore della parete: 3,5 mm, pressione di esercizio: 8-12 MPa; è una versione migliorata del PE-80, si distingue per resistenza termica e maggiore densità.

PE (varianti – PE, PE) nel nome sta per polietilene, i numeri 80 e 100 sono i gradi di polietilene.

Dal punto di vista della convenienza economica, il grado PE 100 viene utilizzato per l'installazione di gasdotti ad alta pressione o in casi particolari – ad esempio, per la ricostruzione di vecchie condotte usurate o la costruzione di rami sperimentali con pressione da 0,6 MPa in su.

Caratteristiche tecniche e marcatura

Ai tubi di polietilene prodotti in fabbrica vengono applicati i requisiti elencati nel GOST R 50838-2009. Tra questi, raccomandazioni per l'aspetto esteriore e le proprietà tecniche.

Esternamente i tubi devono avere una superficie liscia, senza bolle, cavità e crepe. Sono escluse anche inclusioni estranee visibili a occhio nudo. Sono ammesse solo una leggera ondulazione e strisce longitudinali.

Dal punto di vista del colore, la variabilità è:

• PE 80 – gialli;
• PE 100 – gialli, arancioni, neri con strisce gialle/arancioni distribuite uniformemente.

Nel documento sono prescritte norme anche per caratteristiche quali la resistenza alla pressione interna costante, l'allungamento a rottura, la resistenza alla propagazione delle cricche, la termostabilità, la saldabilità.

I produttori applicano la marcatura in vari modi: termoimpressione, stampa a colori, termoimpressione con colorazione. L'intervallo tra i segni non deve superare 1 m.

La marcatura non deve influire sulla qualità del materiale, cioè provocare crepe, rigonfiamenti e simili.

Le lettere e i numeri devono essere facilmente leggibili, chiari e comprensibili. Quelli obbligatori includono:

• marchio o nome del fabbricante;
• designazione convenzionale del tubo;
• data di fabbricazione;
• diametro nominale/spessore della parete;
• destinazione d'uso;
• GOST.

I restanti dati – nome del paese, numero del lotto, ecc. – vengono apposti facoltativamente.

Ad esempio, analizziamo uno dei campioni:

OOO «Sfera» PE 80 SDR 11 — 150x10,5 GAS GOST R 50838-2009

1. OOO «Sfera» — produttore
2. PE-80 – tipo di tubo in polietilene
3. SDR 11 – rapporto dimensionale standard
4. 150 – diametro
5. 10,5 – spessore della parete
6. GAS – destinazione d'uso
7. GOST R 50838-2009 – documento normativo

Dalla marcatura è facile determinare se i tubi sono adatti per uso domestico o industriale e se corrispondono per destinazione e diametro.

Vantaggi e svantaggi del polietilene

Grazie ai vantaggi del polietilene, viene utilizzato per il trasporto di un combustibile pericoloso come il gas naturale.

Tra i principali vantaggi si annoverano qualità come:

• Proprietà di isolamento elettrico. Il polietilene è un dielettrico completo, non conduce correnti elettriche. Durante l'installazione non è necessaria la messa a terra.
• Resistenza all'azione di sostanze chimiche aggressive, che possono essere presenti nel terreno o in ambiente industriale.
• Assenza di corrosione, possibilità di utilizzo in ambienti umidi.
• Plasticità, grazie alla quale la tubazione è protetta da movimenti del terreno, dilatazioni in caso di congelamento e colpi d'ariete.
• Passività nella trasmissione di vibrazioni acustiche.

Il grado di resistenza all'usura è piuttosto elevato: i produttori di tubi moderni in PE per gas offrono una garanzia da 30 a 50 anni.

Uno dei vantaggi significativi è il peso ridotto dei tubi, che semplifica trasporto, stoccaggio e installazione. Spesso viene meno la necessità di utilizzare attrezzature speciali, riducendo i costi complessivi di gassificazione degli impianti.

Tra gli svantaggi viene considerata la proprietà del polietilene nota come fotodegradazione. Ciò significa che il materiale, sotto l'azione dei raggi ultravioletti, invecchia rapidamente e si sgretola. Per migliorare la resistenza del polietilene alle radiazioni solari, viene aggiunto al materiale un pigmento nero come stabilizzante.

Tra gli altri aspetti negativi: una ridotta gamma di temperature operative del fluido trasportato, permeabilità all'ossigeno e dipendenza delle caratteristiche tecniche dalla temperatura esterna.

A causa degli svantaggi elencati, i gasdotti in tubi di polietilene vengono utilizzati solo nel terreno; nelle aree aperte vengono installate controparti metalliche.

Installazione di tubi per gas in polietilene

È vietato eseguire autonomamente l'installazione del gasdotto presso un'abitazione privata o un impianto industriale. Questa attività deve essere svolta da un'organizzazione che possiede una licenza e il diritto, giustificato dalla licenza, di eseguire questo tipo di lavori. La stessa organizzazione si occupa anche della manutenzione successiva, effettuando controlli, test o riparazioni.

Di solito, la costruzione del gasdotto principale è affidata a una squadra di operai che segue un piano prestabilito. Quasi sempre non si può fare a meno di macchinari pesanti e attrezzi speciali.

Innanzitutto si ottiene il permesso per eseguire i lavori di costruzione, si redige un pacchetto di documentazione progettuale e di stima e si allinea l'asse di tracciamento geodetico. Successivamente si effettua la preparazione, che include la pianificazione del tracciato, i lavori di scavo, il trasporto e la disposizione dei tubi, l'installazione dell'attrezzatura di saldatura. E solo successivamente si procede ai lavori di montaggio – posa e saldatura dei tubi.

Panoramica dei metodi di giunzione dei tubi

Il polietilene si distingue per il fatto che, quando viene riscaldato, modifica le sue proprietà e si scioglie. Questa caratteristica viene utilizzata per creare giunzioni permanenti del gasdotto – cioè per la saldatura dei tubi.

Si distinguono due metodi di saldatura:

• a testa, senza l'uso di elementi sagomati;
• a elettrofusione, con l'uso di raccordi elettroresistenti.

Il primo metodo viene utilizzato per scopi industriali, per saldare tubi di grande diametro, il secondo per creare derivazioni di gas domestiche dalla condotta centrale.

Se è necessaria una giunzione smontabile, si utilizza il terzo metodo – a compressione. Le estremità dei tubi vengono unite con raccordi a compressione, che possono essere rimossi o sostituiti se necessario.

La tecnologia a compressione è adatta per soluzioni temporanee o progetti che si prevede di modernizzare in futuro. Ma più spesso le giunzioni smontabili vengono utilizzate per gli acquedotti

Prima esaminiamo come si esegue la saldatura. I lavori preparativi seguono un unico piano:

1. Selezione e verifica dei materiali per il montaggio e degli strumenti. Riscaldatori, raschietti e frese vengono puliti, rimuovendo i residui di polietilene e polvere, puliti con solvente. Le superfici e gli elementi soggetti ad attrito vengono lubrificati. Si selezionano inserti e morsetti adatti al diametro.
2. Scelta dei parametri di saldatura. Gli strumenti vengono programmati, inserendo determinati parametri nella memoria dell'apparecchiatura di riscaldamento.
3. Preparazione dell'area di lavoro. Le estremità dei tubi vengono pulite da sabbia, argilla incrostata, polvere, strofinate. Le estremità libere vengono coperte con tappi. Le estremità ossidate vengono raschiate con raschietti.
4. Fissaggio e centraggio dei tubi. Prima della saldatura è necessario eliminare l'ovalizzazione, quindi le estremità dei tubi vengono centrate e poi fissate nella posizione corretta – esattamente una di fronte all'altra.
5. Lavorazione delle estremità. Dalla superficie delle estremità si rimuove un truciolo di spessore 0,1-0,3 mm. Il gioco tra i segmenti uniti di testa non deve superare 0,3 mm. Dopo la pulizia è necessario eseguire la saldatura, evitando la contaminazione.

Dopo i lavori preparativi si esegue la saldatura.

La giunzione nella saldatura 'di testa' avviene grazie alla 'fusione' delle estremità rammollite. Si può ottenere la fusione utilizzando uno strumento di riscaldamento con elemento di lavoro a disco.

Durante il processo di saldatura è importante considerare criteri come temperatura e tempo di fusione, forza di pressione delle estremità, durata del periodo di pressione, pressione durante la pressione e tempo di raffreddamento.

Ordine dei lavori:

I segni di una saldatura affidabile sono un cordone uniforme e omogeneo, l'impossibilità di separare il tubo applicando forza. Il giunto saldato per fusione è considerato molto resistente e non richiede ulteriori misure di tenuta.

Il secondo metodo – elettrosaldatura a manicotto – si distingue per la presenza di elementi di collegamento: manicotti, adattatori, curve, tee. Sulla superficie interna dei raccordi è fissata una spirale metallica che si riscalda per elettricità e fonde il polietilene. Di conseguenza, i raccordi si «fondono» con i tubi, formando giunti fissi.

Nella scelta degli elementi per il collegamento di tubi per gas in polietilene, nonché durante l'esecuzione della procedura, è importante considerare parametri come la tensione, il tempo di saldatura e raffreddamento.

La tecnologia è più semplice rispetto alla saldatura di testa e segue il seguente ordine:

Le moderne saldatrici sono dotate di un pannello di controllo con display. La procedura viene eseguita secondo un programma scelto in base al tipo di tubo.

I giunti smontabili vengono usati molto raramente nella costruzione di gasdotti. A tale scopo si utilizzano anche raccordi, ma vengono fissati meccanicamente, senza riscaldamento.

Gli elementi di collegamento sono composti da due parti: un anello di serraggio e un corpo. Stringendo le parti filettate si ottiene un giunto resistente ma non stabile. Se è necessaria maggiore affidabilità, le parti del raccordo vengono fissate con bulloni e dadi.

Regole per la realizzazione del gasdotto in PE

Nell'installazione e nell'uso dei tubi in polietilene è necessario seguire numerose regole che garantiscono sia il corretto funzionamento del gasdotto e delle apparecchiature, sia la sicurezza degli utenti.

Esistono molti divieti per la posa di condotte. Ad esempio, non è possibile posare il gas con tubi in PEAD in terreni rocciosi e fortemente sollevabili, nonché in terreni di tipo 2 con cedimenti. Se la zona è soggetta a terremoti e si registra una sismicità superiore a 6 gradi, è necessario utilizzare un altro materiale per la posa delle linee.

Il polietilene non viene utilizzato in edifici industriali e residenziali, all'aperto, in collettori e canali. Al suo posto vengono installati tubi in acciaio

Se è consentito l'uso di tubi in PEAD, è necessario rispettare una serie di condizioni. Ad esempio, su pendii ripidi è necessario proteggere il gasdotto da un possibile dilavamento delle trincee e adottare ulteriori misure per il loro rinforzo.

In caso di attraversamento di collettori o canali interrati, fognature o linee elettriche, pozzi, i tubi in polietilene vengono racchiusi in guaine metalliche. La distanza dalla superficie del gasdotto alla parete interna della guaina è di almeno 10 cm.

In una singola trincea è possibile posizionare due o più gasdotti, ma garantendo l'accesso a ciascun ramo per la manutenzione o la riparazione.

Nelle regioni settentrionali, dove la temperatura scende sotto i -40°C, la profondità di installazione aumenta a 2,0-3,2 m.

Su come viene effettuata la posa della linea del gasdotto in una guaina con il suo ingresso nell'edificio da gasificare, illustra il prossimo articolo, che consigliamo di leggere a tutti i proprietari di case di campagna.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Regole per la saldatura con il metodo elettroresistente

Sulle caratteristiche della saldatura di testa

Come funziona una saldatrice per tubi in PEAD

L'uso di tubi in polietilene per la gasificazione di edifici industriali e residenziali è diventato tradizionale.

Il PND è un materiale resistente e affidabile, che non desta preoccupazioni. Tuttavia, la posa del gasdotto deve essere eseguita esclusivamente da tecnici di reti del gas con esperienza e conoscenza della tecnologia di saldatura del polietilene.

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