TUBI DI POLIETILENE E POLIPROPILENE

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1 ASSOCIAZIONE IDROTECNICA ITALIANA Corso di GESTIONE DEI SERVIZI IDRICI Università degli Studi ROMA TRE TUBI DI POLIETILENE E POLIPROPILENE dott. ing. Catello MASULLO c.masullo@hydroarchsrl.com Si ringrazia System Group

2 Strutturati TUBAZIONI STRUTTURATE IN PP TUBI DI POLIPROPILENE CON PROFILO DI PARETE STRUTTURATO PER CONDOTTE DI SCARICO INTERRATE NON IN PRESSIONE

3 NORMATIVE PROGETTAZIONE: UNI EN pren Progetto strutturale di tubazioni interrate sottoposte a differenti condizioni di carico. COSTRUZIONE TUBI: UNI (traduzione del pren ) Sistemi di tubazioni plastiche non in pressione per scarichi interrati e fognature Sistemi di tubazioni a parete strutturata di policloruro di vinile non plastificato (PVC-U), polipropilene (PP) e polietilene (PE) Parte 1: Specifiche per i tubi,i raccordi ed il sistema. POSA: UNI ENV 1046 Tubature plastiche e sistemi di canalizzazione - Sistemi esterni per la raccolta dell acqua o di risanamento all esterno delle strutture edili - Pratiche di installazione sopra o sotto terra. COLLAUDO IN OPERA: UNI EN 1610:1999 Costruzione e collaudo di connessioni di scarico e collettori di fognatura. + norme per risanamenti, manutenzione ecc.

4 CONDOTTE TIPO FLESSIBILE (PVC - PE) Condotte flessibili CARATTERISTICHE RICHIESTE Rigidità anulare (SN) Flessibilità anulare Tenuta idraulica Durabilità (creep) Resistenza agli urti Raccorderia e pezzi speciali Resistenza abrasione Capacità di far sistema PVC UNI EN 1401 UNI EN ISO 9969 UNI EN 1446 EN 1277 UNI EN ISO 9967 EN 744 gamma elevata DIN EN limitata PE corr. UNI UNI EN ISO 9969 UNI EN 1446 EN 1277 UNI EN ISO 9967 EN 744 gamma elevata DIN EN elevatissima Requisiti minimi prestazionali: sono i medesimi per tubi strutturati (PE PP PVC) che per i tubi compatti tradizionali di PVC

5 Condotte flessibili PE a.d. INIZIALE PREFERENZA PER PVC PVC ridotto valore di modulo elastico maggiore spessore maggiore peso maggiore costo saldatura di testa migliore resistenza agli urti maggiore valore di modulo elastico minore spessore minore peso minore costo bicchiere minore resistenza agli urti

6 Evoluzione OBIETTIVI SVILUPPO Profilo ottimale condotta tipo flessibile resistenza allo schiacciamento (SN) pesi ridotti ( minore costo, migliore movimentazione) giunzione a bicchiere elevata resistenza agli urti (bassa fragilità) costo ridotto TIPO LISCIO COMPATTO TIPO STRUTTURATO Spiralato TIPO STRUTTURATO Corrugato

7 Confronto profili EVOLUZIONE TUBI PARETE STRUTTURATA elevato valore del momento d inerzia della parete (valore di rigidità anulare conseguito con minor impiego di materiale) a parità di rigidità anulare le tubazioni costruite in PE/PP con profilo di parete strutturato hanno: pesi, costi ed oneri di posa inferiori

8 Produzione corr. PRODUZIONE TUBI CORRUGATI PE-PP

9 LA POSA SECONDO UNI ENV 1046 Tipiche variazioni nella deflessione lungo una tubazione per due livelli di qualità d installazione 1 Deflessione del tubo 2 Con traffico 3 Senza traffico 4 Deflessione da assestamento 5 Deflessione da installazione 6 Tempo dopo installazione 7 Fase 1 (installazione) 8 Fase 2 (assestamento) La deflessione finale è raggiunta più velocemente se il tubo è soggetto ai carichi del traffico. La variazione nella deflessione dopo l installazione dipende soprattutto dall assestamento e consolidamento del terreno circostante.

10 LA POSA SECONDO UNI ENV 1046 Tipiche variazioni nella deflessione lungo una tubazione per due livelli di qualità d installazione 1 Deflessione del tubo 2 Deflessione massima dopo l installazione 3 Installazione normale del tubo 4 Deflessione media dopo l installazione 5 Alta classe d installazione del tubo 6 Lunghezza della tubazione La differenza tra la deflessione media (4) e la massima (2) varia ed è inferiore se i tubi sono di rigidità anulare maggiore (5)

11 RICHIESTE DEL MERCATO Gestori + Tecnici + Installatori 1. maggiore tolleranza delle negligenze di posa 2. maggiore sicurezza nelle situazioni critiche (superficiali) di posa 3. maggiore affidabilità su interventi di manutenzione futuri = mantenimento caratteristiche di pregio dei tubi flessibili con elevato irrigidimento anulare

12 13476 class. rig. an. CLASSIFICAZIONE RIGIDITA ANULARE UNI DN 500 mm: DN > 500 mm: Il valore della rigidità anulare SN è determinato da test eseguito in conformità a UNI EN ISO 9969

13 13476 class. rig. an. CLASSIFICAZIONE RIGIDITA ANULARE L espressione rappresentativa della rigidità è S R = E I D 3 m E = modulo elastico del materiale [MPa] D m = diametro medio del tubo [m] I = momento d'inerzia (I = s 3 /12) [mm 4 /mm]

14 I MATERIALI VALORI TIPICI DI MODULO ELASTICO PE E = 800 [MPa] PP E = [MPa] PVC E = 3000 [MPa]

15 POLIPROPILENE PRINCIPALI DIFFERENZE COL PE caratteristica PE PP E (modulo elastico) Resistenza shock termici Resistenza all abrasione Densità Resist. all urto 800 buona eccellente 0,950 g/cm 3 EN 744 (nessuna rottura a 0 C) elevata eccellente 0,930 g/cm 3 EN 744 (nessuna rottura a 0 C) Scabrezza tubazione PP: la medesima del PE

16 RISPOSTA ALLE ESIGENZE DEL MERCATO TUBO CORRUGATO IN POLIPROPILENE (PP) ad elevato modulo elastico con maggiore rigidità anulare (SN16)

17 Prezzi di listino ( /m) HYDRO 16 : I COSTI settembre 2006 DN (d.e.) PE SN8 9,36 13,74 21,83 31,82 55,26 76,28 148,40 214,30 315,10 PP SN16 10,48 15,39 24,45 35,64 61,89 87,72 170,66 246,45 362,37 diff. 1,12 1,65 2,62 3,82 6,63 11,44 22,26 32,15 47,27 11,97% 12,01% 12,00% 12,01% 12,00% 15,00% 15,00% 15,00% 15,00% Prezzi scontati ( /m) DN (d.e.) PE SN8 4,68 6,87 10,92 15,91 27,63 38,14 74,20 107,15 157,55 PP SN16 5,24 7,70 12,23 17,82 30,95 43,86 85,33 123,23 181,19 diff. 0,56 0,83 1,31 1,91 3,32 5,72 11,13 16,08 23,64 11,97% 12,01% 12,00% 12,01% 12,00% 15,00% 15,00% 15,00% 15,00%

18 Prezzi scontati PREZZI SCONTATI agosto 2006 sconto 52% De mm * PVC UNI EN 1401 SN 4 SN 8 7,776 9,696 12,144 15,408 19,632 24,864 34,358 43,997 54,302 70,070 95, , , ,392 CORRUGATI UNI PE SN 4 PE SN 8 PP SN 16 5,957 6,595 7,387 8,563 10,478 11,736 12,715 15,274 17,107 20,933 26,525 29,707 34,949 36,614 42,106 60,384 71,232 81,917 93, , , , , ,938 prezzi espressi in /m

19 HYDRO 16 VANTAGGI HYDRO > tolleranza sulle negligenze di posa (compattazione insufficiente) 2. > affidabilità su scavi a profondità ridotta 3. > sicurezza in caso di futuri interventi di scavo prossimi alla condotta 4. > sicurezza in trincee di elevata larghezza e parallelismi 5. rapporto costi benefici ulteriormente migliorato (ottimizzato)

20 HYDRO 16 DIBATTITO COSA NE PENSATE?

21 TUBAZIONI PE100 Sviluppi prestazionali nel campo delle resine di polietilene

22 Posa tubi PE Norma di riferimento POSA TUBI PE UNI ENV 1046

23 Tubo PE : tecniche moderne di installazione Varie tecniche trenchless y Relining y Perforazione guidata y Inserimento per frantumazione di tubazione esistente (pipe bursting slip lining ecc.) y Trincea stretta y Tecnica ad aratro y Posa senza sabbia y Microtunnelling y...

24 Tubo PE : tecniche moderne di installazione Narrow trenching (trincea stretta) Directional drilling (perforazione guidata) Courtesy : TractoTechnik

25 Tubo PE : tecniche moderne di installazione Pipe Bursting (inserimento per frantumazione di tubazione esistente) Courtesy : Tracto-Technik

26 Tubo PE : tecniche moderne di installazione No-sand (posa senza sabbia) Ploughing (tecnica ad aratro)

27 Tubo PE : tecniche moderne di installazione Le peggiori condizioni reali che si possono considerare quando progettiamo un sistema di tubazioni: I tubi saranno danneggiati e i difetti saranno presenti nella superficie esterna Le pietre verranno a contatto con il tubo e creeranno una pressione localizzata

28 Peggiori condizioni reali Difetti generabili nella superficie esterna durante l inserzione del tubo o per movimentazione di cantiere

29 Peggiori condizioni reali y Danneggiamenti accidentali (o negligenze...)

30 Carico puntuale Posizione permanente Segmento perpendicolare al raggio del tubo frattura Posizione del punto di carico Superficie esterna del tubo Superficie interna del tubo

31 Peggiori condizioni reali y Carichi puntuali del pietrame inducono alla rottura attraverso un meccanismo di crescita lenta della frattura Courtesy : Dr. J. Hessel

32 Stadi di sviluppo delle tubazioni PE l Fin dagli anni 60, il PE si é imposto come il principale materiale fra le condotte di distribuzione!! MRS Class 10 Rigidità RCP resistenza alla propagazione rapida della frattura 0 SCG resistenza alla crescita lenta della frattura Melt Strength (processabilità) HDPE 1 generazione MDPE HDPE 2 generazione PE 100 Butene 3 generazione PE 100 Esene

33 Obiettivi dello sviluppo MRS Class 10 Rigidità RCP resistenza alla propagazione rapida della frattura 0 PE 100 Butene 3 generazione PE 100 Esene Obiettivi dello sviluppo EuroPE100Evolution SCG resistenza alla crescita lenta della frattura Melt Strength

34 Materia prima I tubi a ELEVATISSIMA resistenza al fenomeno di SCG sono prodotti con polimero XSC 50

35 Norma EN Norma EN Caratteristiche delle composizioni di PE in forma di tubi Parametri di prova Caratteristiche Requisiti 1) Parametri Valori Metodi di prova SCG ++ Resistenza alla propagazione lenta della frattura, dimensioni tubi SDR 11 Ø 110 o 125 mm Nessuna rottura durante la prova Temperatura di prova Pressione interna di prova - PE 80 - PE 100 Periodo di prova Tipo di prova 80 C 8,0 bar 9,2 bar 165 h acqua in acqua EN ISO 13479:1997 > 5000 h Resistenza alla propagazione rapida della frattura per Ø 250 mm SDR 11 Arresto Temperatura di prova Mezzo di prova Pressione interna per: - PE 80 0 C Aria 8,0 bar 10,0 bar ISO 13477:1997 (prova S4) > 12 bar - PE 100 1) la conformità a questi requisiti dovrà essere dimostrata dal produttore della composizione (compound).

36 Discussione l Approccio semplice Ideati test di prova per simulare la peggiore situazione che ci si può aspettare nella pratica l l l intagli acuti e profondi, carichi relativamente elevati Applicazione di fattori accelleranti per produrre risultati di prova in un lasso di tempo accettabile e determinato che assicuri un meccanismo di frattura rilevabile alte temperature e tensioattivi Estrapolazione dei risultati per avvicinarsi alle condizioni pratiche utilizzando un coefficiente di sicurezza

37 Carico puntuale Hessel Ingenieurtechnik Tubo 110 mm Premente sferico 10 mm Deformazione locale controllata Acqua esterna 2% Arkopal internamente 80 C 8 bar Posizione permanente 10 mm Parete tubo 5 mm Segmento perpendicolare al raggio del tubo

38 Risultati : test Carico puntuale > 5000 hrs MDPE PE100(a) PE100 (b) PE100Evolution PE100Evolution HDPE PE80 Resistenza tempo in ore

39 Prova di pressione sul tubo intagliato ISO Tubo mm 4 incisioni longitudinali Acqua dentro e fuori 80 C PE 80 : 4,0 MPa PE 100 : 4,6 MPa Richiesto: > 165 h

40 Risultati : Prova su tubo intagliato ore HDPE PE80 MDPE PE100(a) PE100 (b) PE100 (c) PE100Evolution PE100Evolution PE100Evolution PE100Evolution 0 Resistenza tempo in ore

41 Cone test ISO Tubo 32 mm cono da 1,12 volte d.i. 1 taglio longitudinale Soluzione acquosa di Igepal 80 C Richiesto < 10 mm/gg Gastec

42 Risultati : Cone test Dopo 15 giorni XSC 50 PE100(b) MDPE MDPE PE100(b) XSC 50 Dopo 30 giorni

43 Risultati : Cone test Rottura innescata Rottura non ancora iniziata dopo 40 giorni) su XSC 50 Propagazione rottura

44 Discussione Cosa significa una resistenza di 5000 ore? y Estrapolazione fattori temporali : ISO 9080 I limiti temporali di estrapolazione sono basati sui reali risultati sperimentali alla massima temperatura di prova e sull equazione di Arrhenius per la dipendenza della temperatura utilizzando l energia di attivazione apparente calcolata sul secondo ramo (fragile) delle poliolefine stabilizzate [110 kj/mol è un valore conservativo per l energia di attivazione del secondo ramo]. Δ T ke Un test di 5000 ore a 80 C, moltiplicato per un coefficiente 100, significa una specifica di resistenza > 57 anni a forti danneggiamenti reali o in modellazioni come nei test sui tubi incisi o in test con carichi puntuali

45 Collegamenti Per le giunzioni vengono utilizzati gli stessi prodotti dei PE100 tradizionali 1. raccorderia a serraggio meccanico 2. raccorderia stampata 3. raccorderia formata 4. raccorderia ad elettrofusione 5. saldatura testa a testa

46 Conclusioni y La resistenza alla crescita lenta della frattura (SCG) delle resine PE100 esene bimodali, può essere ottenuta grazie alla ottimizzazione della polimerizzazione e a una precisa progettazione della distribuzione dei pesi molecolari. In questo modo è già stata dimostrata una prestazione superiore a 10 volte quella dei PE100 tradizionali. y I differenti metodi di prova per valutazione della resistenza alla rottura fragile, inclusi i test a pressione in condizione di carichi puntuali, hanno rivelato una reale corrispondenza alle esigenze attuali. y Il livello di prestazioni rilevato fornisce l indicazione che le resine XSC 50 possono soddisfare anche le necessità di riduzione dei reali costi legati alle moderne tecniche di installazione dei tubi.

47 Esigenze del mercato SICUREZZA Affidabilità prodotto e fornitore Tolleranza delle costrizioni operative e di installazione Tolleranza degli errori umani Posa - inserimento Operazioni di saldatura Connessioni di qualsiasi tipo SEMPLICITA DI INSTALLAZIONE DURABILITA Elevate aspettative di durabilità > 50 anni Assenza riparazioni Assenza manutenzione Costo materiale Costi di installazione Costi operativi ASPETTO ECONOMICO

48 Esigenze del mercato PE 100 Adatto alla tendenza del mercato Standard PE PE-X e PE multistrato Semplicità di estrusione Insensibilità al graffio, taglio Adatto anche alle particolari esigenze delle moderne ed economiche tecniche di installazione (senza scavo a cielo aperto) Estrema Sicurezza Potenziale vantaggio (No Sabbia) Insensibilità alle rocce Facilità di saldatura Standard comuni (EN12201 EN1555) Standard PE PE-X e PE multistrato Maneggevolezza

49 Conclusioni y I tubi PE100 a ELEVATISSIMA resist. SCG offrono : p > sicurezza: per esempio se associati a tecniche d installazione NO DIG e maggiore tolleranza sugli errori di posa p un beneficio per tutte le parti grazie al risparmio sui costi di installazione p l apprezzata semplicità di installazione dei tubi PE y Noi sosteniamo fortemente l utilizzo di tubi PE100 colorati ad ELEVATISSIMA resistenza alla crescita lenta della frattura

50 Incidenza costi tubi PE ANNO 2002 Num. IMPORTI A BASE D'ASTA OFFERTE PE a.d. INCIDENZA PE a.d. % Tot. importi a base d'asta ,26 3,42% ,00 con ribasso d'asta 20% ,41 4,28% ANNO 2003 Tot. importi a base d'asta ,74 2,07% ,00 con ribasso d'asta 20% ,79 2,59% ANNO 2004 Tot. importi a base d'asta ,93 2,12% ,32 con ribasso d'asta 20% ,34 2,64% Tot. importi a base d'asta ,93 2,43% ,32 con ribasso d'asta 20% ,54 3,03%

51 Incidenza costo tubi PE Incidenza dei costi per l installazione di tubi PE a.d. tradizionali Ripristino T Letto di posa W Posa tubi Z Scavi e rinfianchi Y Ingegneria e D.L. Tubi X 3, Costi %

52 Incidenza costo tubi EuroPE100Evolution prezzi tubi SCG ++: > ± 85% (rispetto PE100 NO SCG ++) Ripristino T Letto di posa W Posa tubi Z Scavi e rinfianchi Y Ingegneria e D.L. Tubi X 5, Costi %

53 INTERNET Per aggiornamenti in tempo reale visitate il portale tematico

54 PRODOTTI - SISTEMI INTEGRATI - SOLUZIONI per acquedotti gasdotti fognature drenaggi irrigazioni passaggio cavi Servizio di assistenza, manuali e software specifici per: Progettisti - Imprese - Gestori Richieste documentazione tecnica a: promozione@tubi.net

55 Belluno, 28 settembre 2006 SALUTA e RINGRAZIA TUTTI I PARTECIPANTI

56 Polietilene Tubazioni in pressione Udine, 31 maggio 2006

57 I TUBI DI PE SONO PARTE DELLA NOSTRA VITA QUOTIDIANA l GAS DOMESTICI più del 95% delle reti di distribuzione del GAS in Germania sono in POLIETILENE. l ACQUA POTABILE Il POLIETILENE è oggi il materiale preferito per le reti di distribuzione in tutta Europa. l PROTEZIONE I cavidotti di POLIETILENE consentono un agile posa dei cavi per reti elettriche, telefoniche e in fibra ottica

58 PROPRIETA FONDAMENTALI DEL PE RESISTENZA MECCANICA: resistenza sotto sforzo (pressioni interne fino a 25 bar per acquedotti) DUREZZA: assorbimento di energia prima del guasto (alta resistenza all urto) FLESSIBILITA : raggi di curvatura bassi (posa agevole) RIGIDITA : resistenza alla deformazione sotto carico RESISTENZA ALLA ROTTURA: chimica (ESCR) o fisica (SCG) LEGGEREZZA, ASSENZA DI CORROSIONE, FACILITA DI GIUNZIONE,

59 POLIMERI : Cristallini - Amorfi Le catene polimeriche ramificate o con gruppi laterali irregolari NON possono impacchettarsi insieme abbastanza regolarmente per formare cristalli: sono i polimeri AMORFI La maggior parte dei polimeri è SEMI- CRISTALLINA: hanno sia una parte cristallina che una regione amorfa

60 e relativi prodotti PE100 HDPE Densità g/cm Cristallinità 40 % 60 % 70 % 90 % LDPE MDP E HDPE PE80 MDPE PE80 HDPE

61 DISTRIBUZIONE DEI PESI MOLECOLARI Processabilità Proprietà principali Proprietà meccaniche quantità Ramificazioni Catalizzatori Cr Monomodali ZN Metallocene Peso molecolare

62 Distribuzione del CO-MONOMERO Cr ZN Metallocene Co-monomero Co-monomero Co-monomero PM PM PM Distribuzione del CO-Monomero / Peso molecolare

63 Resine BIMODALI Buona processabilità Proprietà principali Buone proprietà meccaniche Peso molecolare

64 ANTWERPEN impianto di polimerizzazione bimodale dell etilene etilene

65 PROPRIETA NEL TEMPO BREVE TERMINE: - DUREZZA: resistenza all impatto e alla propagazione rapida della frattura (RCP) - FLESSIBILITA : facilità di avvolgimento, manipolazione e posa LUNGO TERMINE: - RESISTENZA ALLO SFORZO: resistenza alla pressione interna (MRS) - RIGIDITA : resistenza ai carichi - FLESSIBILITA : resistenza agli sforzi creati da piccole deformazioni BREVE e LUNGO TERMINE: - RESISTENZA ALLA ROTTURA: - ambientale (ESCR) - meccanica (SCG)

66 DESIGNAZIONE DEL MATERIALE Designazione del materiale e sforzo di progetto massimo Designazioni Resistenza minima richiesta (MRS) [MPa] [MPa] σ (SIGMA) [kg/cm 2 ] PE ,0 8,0 80 PE 80 8,0 6,3 63 PE 63 6,3 5,0 50 PE 40 4,0 3,2 32

67 Principio dei test in pressione METODO: EN 921 ISO 1167 Tubo: 32x3 mm Temperatura: 20,40,60,80 C Pressione: f.(tempo di rottura) Tempi di rottura: 10 - >9000 h Dati: min 30/temperatura Estrapolazione: ISO 9080

68 Principio di estrapolazione MRS Log HOOP STRESS (MPa) 20 C 40 C 60 C 80 C ~100 ~50 ~6 Re: ISO EN Log FAILURE TIME (h) 50 y a

69 Tipi di rottura DUTTILE - deformazione visibile - rottura a becco di delfino - sovrapressione sul campione FRAGILE - nessuna deformazione - rottura a spacco - collasso chimico

70 Meccanismo della rottura DUTTILE Re: Arnold LUSTIGER 1 1 Rottura da strappo : test di pressione

71 Meccanismo della rottura FRAGILE 1 Re: Arnold LUSTIGER 1 Rottura intercristallina per SCG

72 Curva di regressione del PE100 SEM Parameters Model Stress (MPascal) Temperature ( C) LTHS 50y lpl 97.5%/50y = 11.2 MPa = 10.8 MPa Time to failure (hour) 50 y LTHS LPL

73 Tipiche curve a 80 C C di HDPE-MDPE (PE80) 10 HOOP STRESS (MPa) HDPE MDPE FAILURE TIME (h)

74 PERFORMANCE DEI TUBI RESISTENZA ALLA CRESCITA LENTA DELLA FRATTURA SLOW CRACK GROWTH (SCG)

75 POSSIBILI DIFETTI SUPERFICIALI Una scarsa attenzione durante trasporto, movimentazione, installazione può provocare graffi e incisioni sulla superficie esterna dei tubi Lo Squeeze-off utilizzato per fermare il flusso può provocare piccolissime rotture all interno del tuubo

76 INCISIONI DOVUTE ALLA INSTALLAZIONE Zone «fredde» - elettrofusione Bordino di saldatura - saldatura di testa

77 EFFETTO DEI CARICHI PUNTUALI Frattura all interno del tubo

78 SLOW CRACK GROWTH (SCG) METODI DI PROVA PRESSIONE 80 C - ACQUA TUBO NOTCHED PIPE TEST (NPT) 80 C - ACQUA Intaglio 20% SP tubo CONE TEST 80 C Tensioattivi Cono = 112% D int FULL NOTCH CREEP TEST (FNCT) 80 C Tensioattivi - 4 Intagli Barrette EN 921 ISO 1167 EN ISO EN ISO ISO/DIS > 1000 h h <15mm/g h

79 NOTCHED PIPE TEST (NPT) METODO: EN ISO Tubo: 110/125 mm SDR11 Temperatura: 80 C Pressione: PE 80: 8 bar PE 100: 9.2 bar Tempo di prova: >165 h (>500 h)

80 RCP (Rapid Crack Propagation) l l l l l Instabilità sotto sforzo, o l eccessiva concentrazione dello sforzo sulla parete del tubo possono generare una rottura Generalmente la rottura s innesca per un danneggiamento accidentale da impatto, per una frattura fragile (da SCG) o per un difetto sulla tubazione (es. saldatura di testa) Dopo l inizio, la rottura può propagarsi alla velocità di m/s La propagazione della rottura può essere fermata dalla prestazionalità del materiale, da elementi di mezzo (es. raccordi), o dalla caduta della pressione Temperatura, pressione e diametro/spessore di parete del tubo (SDR) sono fattori influenti

81 RCP (Rapid Crack Propagation) RCP NON SOLO SUL PE PE ACCIAIO

82 RCP FS TEST 500 mm SDR 11 Crack initiation blade Pipe at 3 C filled to 90%, 24 bar Deep cooling of initiation zone

83 RCP FS TEST 500 mm SDR mm 80 mm Low resistance initiation pipe failure Crack lengths in test pipes

84 PE mm SDR 26 per sistemi di tubi in pressione

85 PE 100 BLU sistemi di tubazioni per acqua potabile

86 Start pozzetti POZZETTI in PE PER RETI DI SCARICO INTERRATE NON IN PRESSIONE

87 Esigenze 1 ESIGENZE DELLE MODERNE RETI DI SCARICO - Sistemi omogenei, continui e stagni - Semplicità e velocità di installazione - Durabilità - Sicurezza in cantiere - Economicità realizzazione opera e gestione

88 Catena PRINCIPIO NESSUNA CATENA E MAI PIU FORTE DEL SUO ANELLO PIU DEBOLE

89 Immagine ESIGENZE DELLE MODERNE RETI DI SCARICO

90 Gamma x uso APPLICAZIONI Pozzetti di Linea Pozzetti Vertice Pozzetti Intersezione Pozzetti di rallentamento Pozzetti di salto

91 POSA POZZETTI Posa pozzi PE Posa pozzi CLS

92 Tipologie POZZETTI MODULARI - versatilità di cantiere su altezze - maneggevolezza - gradini interni DIN19555 (integrati, co-stampati, con antiscivolo) POZZETTI: TIPOLOGIE POZZETTI MODULARI CORPO CORRUGATO - versatilità di cantiere su altezze - maneggevolezza POZZETTI MONOBLOCCO - monolitici, completamente stagni; unica stampata o saldati - maneggevolezza - gradini interni DIN19555 (integrati, co-stampati, con antiscivolo)

93 Immagine SICUREZZA DELLE MODERNE RETI DI SCARICO

94 Scalini POZZETTI: I GRADINI Il gradino rivestito di polietilene garantisce nel tempo la resistenza agli agenti corrosivi evitando pericolosi cedimenti durante la manutenzione della condotta. Per garantire un ulteriore sicurezza agli operatori, su ciascun gradino viene applicato una lamiera antiscivolo in acciaio INOX. I gradini sono conformi alle norme DIN19555, DIN 1264, DINI 4034 T1, DIN PROVA DI CARICO

95 TEE D ISPEZIONE TEE Magnum B TEE Magnum M Diametri Esterni (DE) Diametri Interni (DI) ISPEZIONE Moduli DN600 - Moduli DN800 - Moduli DN1000 INGRESSI/USCITE

96 TEE D ISPEZIONE STAMPATE

97 TEE D ISPEZIONE FORMATE

98 Pozzetto sifonato POZZETTO SIFONATO INNESTO TUBI FINO DN 200

99 Pozzetto sifonato POZZETTO SIFONATO

100 Racc. posa RACCOMANDAZIONI DI POSA

101 Racc. posa RACCOMANDAZIONI DI POSA

102 Sistemi giunzione SISTEMI DI GIUNZIONE ALLE CONDOTTE Bicchiere per tubo corrugato Bicchiere per tubo liscio Saldatura con manicotto elettrico Saldatura testa a testa Giunto universale di collegamento Collegamento con guarnizione

103 Statica flessibili Statica tubi flessibili secondo pren Tubi flessibili Maggiore influenza carichi statici e dinamici sulla tubazione Conseguenza IRRIGIDIRE TERRENO CONTORNO TUBO (nessun problema ai carichi statici e dinamici, ne alla sede stradale lunga durata)

104 Caratteristiche generali condotte Rigidi-Flessibili CARATTERISTICHE STATICHE MOVIMENTAZIONE FRAGILITA TEMPI - COSTI DI POSA ONERI SICUREZZA POSA ASPETTATIVE DURABILITA TENUTA GIUNZIONI CAPACITA RETE DI FAR SISTEMA RIGIDE forti difficoltosa elevata elevati elevati difficoltosa minori (x interventi di manutenzione) scarsa (eccetto ghisa) Scarsa FLESSIBILI dipendenza rigidità contorno agevole bassa molto ridotti molto ridotti agevole maggiori ottima elevata

105 Condotte tipo flessibile Condotte flessibili CARATTERISTICHE RICHIESTE Rigidità anulare (SN) Flessibilità anulare Tenuta idraulica Durabilità (creep) Resistenza agli urti Raccorderia e pezzi speciali Resistenza abrasione Capacità di far sistema PVC UNI EN 1401 UNI EN ISO 9969 UNI EN 1446 EN 1277 UNI EN ISO 9967 EN 744 gamma elevata DIN EN limitata PE corr. UNI UNI EN ISO 9969 UNI EN 1446 EN 1277 UNI EN ISO 9967 EN 744 gamma elevata DIN EN elevatissima Requisiti minimi prestazionali: sono i medesimi per tubi strutturati (PE PP PVC) che per i tubi compatti tradizionali di PVC

106 Condotte flessibili PE a.d. Condotte tipo flessibile PVC ridotto valore di modulo elastico maggiore spessore maggiore peso maggiore costo saldatura di testa migliore resistenza agli urti maggiore valore di modulo elastico minore spessore minore peso minore costo bicchiere minore resistenza agli urti

107 Evoluzione Obiettivi sviluppo Profilo ottimale condotta tipo flessibile resistenza allo schiacciamento (SN) pesi ridotti ( minore costo, migliore movimentazione) giunzione a bicchiere elevata resistenza agli urti (bassa fragilità) costo ridotto TIPO LISCIO COMPATTO TIPO STRUTTURATO Spiralato TIPO STRUTTURATO Corrugato

108 Confronto profili EVOLUZIONE TUBI PARETE STRUTTURATA elevato valore del momento d inerzia della parete (valore di rigidità anulare conseguito con minor impiego di materiale) a parità di rigidità anulare le tubazioni costruite in PE con profilo di parete strutturato hanno: pesi, costi ed oneri di posa inferiori

109 Profili PROFILI TUBI PE a.d. CORRUGATI TUBI PE a.d. SPIRALATI DN (d.e.) mm DN (d.i.) mm

110 Prezzi scontati PREZZI SCONTATI agosto 2006 sconto 52% De mm * PVC UNI EN 1401 SN 4 SN 8 7,776 9,696 12,144 15,408 19,632 24,864 34,358 43,997 54,302 70,070 95, , , ,392 CORRUGATI UNI PE SN 4 PE SN 8 PP SN 16 5,957 6,595 7,387 8,563 10,478 11,736 12,715 15,274 17,107 20,933 26,525 29,707 34,949 36,614 42,106 60,384 71,232 81,917 93, , , , , ,938 prezzi espressi in /m

111 Differenze prezzi /m DIFFERENZE PREZZI ( /m) rispetto prezzi tubi PE Corrugati De mm * PVC UNI EN 1401 SN 4 SN 8 1,819 3,101 3,581 4,930 6,917 9,590 13,426 17,472 19,354 33,456 35,491 62,438 75,312 57,600 CORRUGATI UNI PE SN 4 PE SN 8 PP SN 16 0,792 1,258 1,834 3,182 5,491 10,685 15,432 22,690 prezzi espressi in /m

112 Differenze prezzi % DIFFERENZE PREZZI (%) rispetto prezzi tubi PE Corrugati De mm * PVC UNI EN 1401 SN 4 SN 8 30,54 47,02 41,82 47,05 54,40 62,79 64,14 65,87 55,38 91,37 58,78 87,65 80,67 40,62 CORRUGATI UNI PE SN 4 PE SN 8 PP SN 16 12,01 12,00 12,01 12,00 15,00 15,00 15,00 15,00

113 Produzione corr. PRODUZIONE TUBI CORRUGATI PE a.d.

114 Produzione Spiral. PRODUZIONE TUBI SPIRALATI PE a.d.

115 Elenco caratteristiche CARATTERISTICHE PRINCIPALI Rigidità anulare Leggerezza Maneggevolezza Pieghevolezza Inerzia chimica Resistenza agli urti Resistenza all abrasione Tenuta idraulica Scabrezza

116 13476 class. rig. an. CLASSIFICAZIONE RIGIDITA ANULARE UNI L espressione rappresentativa della rigidezza è SN = E I/D m 3 E D m I = modulo elastico del materiale (1, ) [MPa] = diametro medio del tubo [m] = momento d'inerzia (I = s 3 /12) [m 4 /m] Il valore SN è determinato da test eseguito in conformità a UNI EN ISO 9969 DN 500 mm: DN > 500 mm:

117 Leggerezza LEGGEREZZA es.: 315 mm SN4 PVC kg 11,5 m kg 69,0 barra da 6 m PE corr. kg 4,7 m kg 28,2 barra da 6 m (- 59,1%) PE corr. kg 4,7 m kg 56,4 barra da 12 m (- 18,3%) es.: D.i mm CLS vibrocompresso (non armato) UNI U kg barra da 2 m PE corr mm SN4, kg 60 m kg 360 barra da 6 m / kg 720 barra da 12 m PE corr mm SN4, kg 40 m kg 240 barra da 6 m / kg 480 barra da 12 m PE spir. d.i mm SN4, kg 70 m kg 420 barra da 6 m / kg 840 barra da 12 m es.: D.i mm PRFV kg 100 m kg 600 barra da 6 m PE corr. kg 60 m kg 360 barra da 6 m (- 40%) PE spir. kg 70 m kg 420 barra da 6 m (- 30%)

118 Leggerezza e maneggevolezza LEGGEREZZA E MANEGGEVOLEZZA leggerezza e maneggevolezza consentono: > velocità di posa < costi di cantierizzazione > sicurezza < sfridi < disagi e costi sociali indotti

119 Pieghevolezza PIEGHEVOLEZZA La pieghevolezza consente: > possibilità di soluzioni di cantiere < impiego di pezzi speciali > velocità di realizzazione dell opera < costi Raggio di curvatura 30 De

120 Inerzia chimica INERZIA CHIMICA UNI ISO/TR 7474 Verifica effettuata con prova di durata pari a 55 giorni su lastre di PE delle dimensioni di 50x25x1 mm Resistenza chimica, elettrochimica e biologica delle tubazioni PE ECCELLENTE INERZIA ALLE CORRENTI VAGANTI

121 Resistenza agli urti RESISTENZA AGLI URTI EN 744 Verifica effettuata con provini condizionati a 0 C per almeno 2 h e colpiti con apposito battente su tutta la circonferenza Resistenza all urto delle tubazioni PE anche alle basse temperature OTTIMA

122 Resistenza all abrasione 1 RESISTENZA ALL ABRASIONE DIN EN Verifica effettuata sottoponendo i provini di tubo a cicli di inclinazione con conseguente scivolamento del fluido (acqua) contenuto mescolato ad apposita miscela di inerti; gli inerti vengono cambiati (rinnovati) ogni cicli. Resistenza all abrasione delle tubazioni PE a.d. OTTIMA E CERTIFICATA CEMENTO PRFV ACCIAIO PVC GRES PE a.d. 20 h 25 h 34 h 50 h 60 h 100 h Fonte: Politecnico di Darmstadt (D)

123 Resistenza all abrasione 2 RESISTENZA ALL ABRASIONE A livello europeo per abrasione si tende a dare maggiore importanza alla resistenza alle operazioni di manutenzione, che alla resistenza all usura da passaggio dei fluidi (non problema) Resistenza all abrasione delle tubazioni PE a.d. corrugate ECCELLENTE in primo piano tubo di produzione SYSTEM GROUP con giunzione a bicchiere

124 Resistenza all abrasione 3 RESISTENZA ALL ABRASIONE COLLAUDI -sonda DURANO a 150 atmosfere -sonda FARA a 220 atmosfere -sonda WARTOG a 150 atmosfere -ugello catena FRIULI a 150 atmosfere -bilanciato MATISONE da 32 kg a 180 atmosfere -sonda MEGA 6 a 150 atmosfere

125 Tenuta idraulica TENUTA IDRAULICA EN 1277 Verifica effettuata giuntando (a bicchiere e/o bigiunto) il campione, applicando deformazione (5% De) sul punto di giunzione e sul maschio (10% De) ad una data distanza dal punto di giunzione ( 50 cm), esecuzione di n. 3 cicli di pressione di prova (10 min. ciascuno): 15 min. a 0,05 bar (non devono risultare perdite) 15 min. a 0,5 bar (non devono risultare perdite) 15 min. a -0,3 bar (non devono risultare perdite) I 3 cicli vengono ripetuti togliendo le deformazioni ma applicando disassamenti nel punto di giunzione pari a 2-1,5-1 (a seconda del diametro della tubazione testata)

126 Giunzioni corrugati GIUNZIONI TUBI CORRUGATI Manicotto dal 125 mm al mm 2 guarnizioni 2 infilaggi 1 guarnizione 1 infilaggio Bicchiere SWS dal 250 mm al 400 mm Bicchiere INTEGRAL dal 500 mm al mm 1 guarnizione 1 infilaggio

127 Raccordi corrugati RACCORDI TUBI CORRUGATI Esecuzione foro con fresa a tazza Inserimento guarnizione Inserimento bicchiere e tubo Particolare giunzione

128 Bicchieri Spiralati BICCHIERE TUBI PE a.d. SPIRALATI Schemi profilo

129 Saldature Spiralati SALDATURE TUBI PE a.d. SPIRALATI Le tubazioni PE a.d. con profilo di parete strutturato, di tipo Spiralato Helidur Spiral Pipes Process, sono saldabili di testa

130 Scabrezza SCABREZZA PARETI DI PE a.d. Nei calcoli, validi in condizione di esercizio, possono essere utilizzati i seguenti valori di scabrezza TIPO DI CANALIZZAZIONE Pareti di polietilene Pareti di cemento in uso Pareti di PVC Bazin γ [m ½ ] (0,10) (0,23) (0,10) Gauckler Strickler K S [m ⅓ s -1 ] (95) (70) (95)

131 CONFRONTO PRESTAZIONI IDRAULICHE PE - CEMENTO Confronto PE-CLS CONFRONTO VALORI DI PORTATA TUBI DN mm CALCOLATI CON L ESPRESSIONE DI GAUCKLER-STRICKLER (pendenza 1%) Tubi cemento Tubi PE a.d. corr. 50% 53,76% 60% 65,17% 70% 77,55%

132 Tubi corrugati TUBI CORRUGATI per sistemi interrati di scarico acque da 125 mm a mm

133 Corrugati AMR TUBI CORRUGATI PER DISSIPAZIONE tubazioni SLOW-FLOW AMR per rallentamento acque in posa ad elevata pendenza E stata eseguita una indagine sperimentale sul comportamento idraulico di tubazione in PE a.d. con parete interna corrugata valori sperimentati 2 10 (3,49% 17,37%) Gamma De mm

134 TUBI CORRUGATI FESSURATI PER SISTEMI DRENANTI Tubi corr. drenanti Edilizia - Agricoltura - Strade - Discariche - Ambiente - Biogas

135 TUBI CORRUGATI PER SISTEMI CAVIDOTTISTICI INTERRATI Tubi corr. cavidotti dal 40 mm al 200 mm Protezione cavi elettrici Protezione cavi TLC Protezione cavi ENEL

136 prepozzetti POZZETTI PE