Rivestimenti anticorrosivi

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1 1. Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH 2. Tubi d'acciaio per acquedotti 3. Protezione anticorrosiva interna ed esterna 4. Accessori 5. Pezzi speciali 6. Flange 7. Raccorderia e valvole 8. Istruzioni di cantiere 9. Voci di capitolato 10. Norme di riferimento 31

2 3.1 Rivestimento interno in malta cementizia (ZM) I rivestimenti interni in malta cementizia per i tubi d'acciaio e per i relativi pezzi speciali per acquedotti vengono realizzati in conformità alle norme DIN EN in collegamento con la norma DIN Il tipo di malta utilizzato per il rivestimento viene scelto in relazione al rispettivo caso d'impiego. Per le condotte destinate al trasporto di acqua potabile, la realizzazione della malta avviene mediante cemento Portland, oppure cemento d'alto forno, mentre nel caso di tubi per acque reflue, oppure per altre acque di tipo aggressivo viene utililizzato cemento d'alto forno, oppure cemento speciale secondo le norme DIN EN 598. Tutti i tipi di cemento utilizzati sono di tipo altamente resistente ai solfati (cementi HS). Per la realizzazione della malta si utilizzano altresì sabbia fine quarzosa ed acqua naturalmente potabile. 32

3 Per i rivestimenti interni in malta cementizia si devono considerare le seguenti caratteristiche ed i seguenti limiti di impiego: Rivestimenti interni in malta cementizia per le tubazioni destinate al trasporto di acque reflue Per il rivestimento interno di tubi per condotte fognarie a gravità, si raccomanda un rivestimento a base di malta cementizia speciale. Questo tipo di rivestimento si è ben comportato per esempio nel caso di condotte a pelo libero, le quali possono essere soggette ad una corrosione da acido solforico derivante da attacco di tipo biologico. La malta cementizia è resistente rispetto ad acque reflue aventi le caratteristiche ed i valori limiti di cui al supplemento A.1 del foglio di lavoro DWA - M Questo foglio di lavoro prescrive, per esempio in presenza di un valore al di sotto di tali valori limite, una corrispondente base di pre-trattamento delle acque reflue stesse. Questi valori limite si riferiscono tuttavia solo ai canali di adduzione di tipo industriale, in quanto le acque reflue di provenienza domestica reagiscono di regola a livello alcalino, e quindi non risultano critiche per i rivestimenti interni cementizi. Si dovrebbero altresì evitare concentrazioni di sostanze nocive che si trovino al di fuori dei valori limiti indicati nel predetto foglio di lavoro DWA, con particolare riferimento al caso di componenti aggressivi rispetto al calcestruzzo, in quanto gran parte delle reti sono di regola composte da materiali compositi a base cementizia quali per esempio il (cemento-amianto, il calcestruzzo od il calcestruzzo armato). 33

4 Nel supplemento A.1 del foglio di lavoro DWA - M sono prescritti i valori limite per quanto concerne i componenti delle acque di rifiuto aggressivi rispetto al calcestruzzo: Valore di ph: da 6,5 fino al massimo di 10,0 Tenore di ammonio: massimo 200 mg/l Tenore di solfati: massimo 600 mg/l (3000 mg/l in caso di componenti di calcestruzzo a base di cementi HS) Questi valori limite prescritti nel foglio di lavoro DWA possono venire oltrepassati in misura anche considerevole in presenza di mezzi particolari quali salamoie, acque grezze, oppure acqua marina, senza che si debbano temere decadimenti delle malte cementizie di diverso tipo. In questi casi si dovrebbero tuttavia concordare i corrispondenti valori-limite. Comportamento delle malte cementizie rispetto alle salamoie ed alle acque saline In presenza di acque o salamoie a base alcalino-terrosa, a base alcalino-clorurata povere, ovvero prive di solfati, possono essere utilizzati tutti i tipi di malta cementizia di cui alle norme DIN EN (DIN 2880). A tale proposito si deve porre tuttavia attenzione al fatto che le tubazioni vengano utilizzate sotto pressione, con riempimento continuo. Al crescere delle concentrazioni di solfati oppure di 34

5 natura alcalino-terrosa, il tipo di malta cementizia più idoneo per il rivestimento interno della tubazione dovrebbe venire preventivamente concordato. Comportamento delle malte cementizie rispetto alle acque aggressive verso i calcari Nel commento alle norme DIN EN (DIN 2880) sono indicati i criteri ed i valori-limite di impiego dei rivestimenti interni in malta cementizia in presenza di acque di questo tipo. Il tenore di calcio delle acque trasportate non dovrebbe essere minore di 1 mg/l, mentre il valore Qc (Q C = c(co 2 ) + c(hco 3 - ) + c(co 3 2- ) dovrebbe essere almeno pari a 0,25 mmol/l. Comportamento delle malte cementizie rispetto alle acque marine In presenza di acque marine si possono utilizzare tutti i rivestimenti in malta cementizia disciplinati dalle norme DIN EN (DIN 2880). Si deve tuttavia tener conto delle considerazioni limite precisate in riferimento alle soluzioni saline e alle salamoie. Comportamento rispetto ai legami ammonici di natura organica (si veda per esempio il Gülle) Il comportamento anticorrosivo della malta cementizia può essere mantenuto anche in presenza di valori-limite, relativamente ai sali ammonici di cui al foglio di lavoro DWA - M 115-2, anche notevolmente più alti in termini di legami ammonici. 35

6 Rugosità superficiale La determinazione della scabrezza di un rivestimento interno in malta cementizia fresca è privo di significato in termini pratici, giacché questo valore si modifica considerevolmente durante l'esercizio della condotta. Le indicazioni in merito alla scabrezza della superficie interna dei tubi vengono di regola richieste al fine di determinare le perdite di carico di una condotta. A tale proposito si deve tuttavia considerare il fatto che le valvole e le angolazioni lungo lo sviluppo della condotta esercitano l'influsso più determinante in riferimento alle perdite di carico. Nel caso delle tubazioni per acque reflue si devono inoltre considerare altri influssi aggiuntivi derivanti nel corso dell'esercizio. A tale proposito ci si riferisce soprattutto alla formazione di una pellicola biologica sulla superficie del rivestimento interno, nonché alla possibile formazione di depositi in presenza di limitate velocità di flusso. Per effettuare il calcolo delle perdite di carico della condotta si fa quindi rimando alle indicazioni di cui al foglio di lavoro DVGW W 302, ovvero al foglio di lavoro DWA - A110. Resistenza alla temperatura Le malte dei tipi qui considerati si intendono resistenti nei mezzi più diversi fino alla temperatura di 50 C. In molti casi si possono trasportare addirittura acque a livello di ebollizione. Ciò dovrebbe essere tuttavia definito, in riferimento al caso di impiego in esame, in accordo con l'ufficio tecnico di MLP. 36

7 Resistenza all'abrasione I rivestimenti interni in malta cementizia possono resistere anche in presenza di elevate velocità di flusso (> 10m/s), a condizione che non si presenti alcun fenomeno di cavitazione. Ciò si intende anche per i consueti detriti trasportati dalle acque reflue. Ulteriori indicazioni possono essere dedotte dall'esame delle norme competenti e dai fogli di lavoro DVGW, ovvero DWA, nonché dall'esame di pubblicazioni specializzate in materia di rivestimenti interni in malta cementizia. 37

8 Rivestimenti anticorrosivi 3.2 Rivestimenti esterni in materia plastica (KU) La protezione anticorrosiva esterna delle tubazioni interrate in acciaio viene esaminata nella norma DIN parte 1. Nella scelta del sistema di rivestimento esterno, si devono conseguentemente esaminare i diversi influssi agenti a carico del rivestimento stesso, che possono essere di natura meccanica, termica o anche di natura chimica. In conformità alla predetta norma DIN parte 1, il rivestimento esterno in polietilene è utilizzabile per tutte le classi di aggressività (da I a III) e si può dunque evitare l'onerosa fase di esame preliminare del terreno. Il rivestimento esterno in polietilene (PE) dei tubi d'acciaio è disciplinato dalla norma DIN Questa norma concerne le prescrizioni per il prodotto e le specifiche per quanto riguarda i criteri di collaudo. MLP applica un rivestimento in polietilene a triplo strato, il quale viene conseguentemente denominato MAPEC (Mannesmann-Polyethylen-Coating). Secondo questo procedimento, sul tubo di acciaio preventivamente sottoposto ad un trattamento di granigliatura di tipo speciale e successivamente riscaldato ad induzione, viene in primo luogo applicata una mano di fondo a base epossidica, e successivamente uno strato di adesivo (a base di un copolimero del polietilene), dopodiché si passa alla fase di estrusione a calza del vero e proprio rivestimento in polietilene. 38

9 Il rivestimento anticorrosivo esterno MAPEC viene fornito nelle seguenti tipologie di esecuzione: 1. Esecuzione N (Esecuzione normale) Per casi di impiego in presenza di una temperatura di esercizio continuo massima ammissibile fino a 50 C (LPDE - bassa densità) 2. Esecuzione S (Esecuzione speciale) Per casi di impiego in presenza di una temperatura di esercizio continuo massima ammissibile fino a 70 C (MDPE - media densità) Le temperature di esercizio continuo di cui sopra si riferiscono alla funzione protettiva del rivestimento esterno. Per quanto concerne l'esecuzione S, non solo viene consentita una temperatura di esercizio maggiore rispetto a quella normale, ma viene anche conferita una maggiore resistenza rispetto alle sollecitazioni meccaniche. A fronte di sollecitazioni di natura meccanica ancora maggiori, ovvero a fronte di temperature di esercizio più elevate, si può utilizzare in alternativa un rivestimento esterno a base di Polipropilene in accordo con la norma DIN Nella tabella 1 sono indicati i valori prefissati nelle norme DIN e rispettivamente DIN 30678, in merito agli spessori normali dello strato di rivestimento esterno, in relazione ai diametri dei tubi. 39

10 Tabella 1 Valori minimi dello spessore di strato del rivestimento in polietilene normale Diametro nominale Spessore minimo dello strato DN normale (n) in mm Fino a DN 100 1,8 da DN 100 a DN 250 2,0 da DN 250 a DN 500 2,2 da DN 500 a DN 600 2,5 In presenza di sollecitazioni di natura meccanica particolarmente elevate è previsto l'utilizzo di uno spessore minimo rinforzato in ragione di ulteriori 0,7 mm (esecuzione "v"). A richiesta la MLP può fornire anche altre esecuzioni e spessori degli strati di rivestimento. Il rivestimento esterno in polietilene viene fornito con colorazioni differenziate. Allo stato attuale il polietilene può essere per esempio colorato in nero od in azzurro. I tubi d'acciaio rivestiti con polietilene presentano sulla superficie esterna del rivestimento stesso una marcatura ben visibile e duratura, che fornisce le seguenti indicazioni: Logo del produttore e denominazione del prodotto (MAPEC ) Numero della norma DIN Indicazione abbreviata "N" ovvero "S" ed "n" ovvero "v" Tipo di acciaio Normativa in materia di condizioni tecniche di fornitura 40

11 Rivestimento MAPEC con nervatura profilata a T integrata per esigenze particolari richieste in merito alle proprietà del rivestimento protettivo esterno MAPEC. Si possono per esempio citare il caso di impiego nel risanamento di tubazioni senza scavi, ovvero la posa con dispositivi spingi-tubo. Il profilo della nervatura a T protegge il tubo da danneggiamenti ed assicura il rispetto di una distanza uniforme tra il tubo esterno e quello nuovo inserito al suo interno. In complesso si può dire che, grazie alla presenza delle nervature aggiuntive longitudinali a forma di T, il rivestimento esterno diventa più resistente rispetto alle sollecitazioni d'urto. 3.3 Rivestimento a base di resina epossidica bicomponente (EP) Le estremità dei tubi con giunto a bicchiere ad innesto vengono provviste, dopo l'applicazione del rivestimento esterno in polietilene, di un rivestimento a base di una resina epossidica bicomponente priva di solventi, idonea per le acque potabili. Questo rivestimento viene applicato nell'ambito della zona interna del bicchiere e sull'estremità di innesto dei tubi destinati al trasporto delle acque potabili e anche delle acque reflue, al fine di assicurare la protezione anticorrosiva interna nelle zone interessate. 41

12 Il rivestimento epossidico alle estremità viene realizzato in accordo con la norma DIN 3476 "Protezione anticorrosiva mediante rivestimento con resine epossidiche a base di vernici in polvere (P) ovvero a base di vernici liquide (F)" con uno spessore minimo dello strato pari a 250 µm. In tal modo viene realizzato un rivestimento che presenta caratteristiche eccellenti in termini di durata, non solo rispetto alle acque potabili, ma anche rispetto a diversi elementi aggressivi di natura chimica, acidi, soluzioni saline, detergenti ed acque reflue. Le buone caratteristiche dei materiali, come per esempio l'elevata adesività sulla superficie del tubo d'acciaio, nonché la resistenza alle sollecitazioni di natura meccanica, conferiscono al rivestimento stesso eccellenti proprietà di protezione anticorrosiva di lungo periodo. I materiali utilizzati dalla MLP rispettano le prescrizioni in materia di potabilità, come attestato a seguito degli esami condotti, per esempio in accordo con il foglio di lavoro DVGW-W Rivestimento esterno supplementare in malta cementizia fasciata (FZM) Al fine di evitare danni a carico del rivestimento esterno in polietilene a seguito della presenza di pietre nel terreno, i tubi che non presentano intrinsecamente una resistenza meccanica sufficiente, debbono venire posati, secondo le 42

13 regole di buona tecnica, entro un letto di materiale privo di sassi o pietre. Allo scopo di risparmiare questo letto in sabbia, in particolare nel caso in cui ci si trovi in presenza di sassi o di pietre nel terreno, è stato sviluppato il rivestimento esterno in malta cementizia fasciata (FZM), quale protezione meccanica supplementare per i tubi d'acciaio rivestiti esternamente in polietilene. La realizzazione del rivestimento esterno FZM ha luogo in accordo con il foglio di lavoro DVGW-GW 340 "Rivestimento esterno FZM per la protezione meccanica supplementare di tubi d'acciaio e relativi pezzi speciali rivestiti con poliolefine". L'esecuzione normale, caratterizzata con la sigla FZM-N, serve esclusivamente per la protezione meccanica rispetto a danni causati da sollecitazioni di natura meccanica particolarmente elevate. L'esecuzione speciale FZM-S viene utilizzata in presenza di particolari sollecitazioni di taglio, come quelle che si presentano per esempio a fronte della posa con tecnologie spingitubo, ovvero senza scavi. Si debbono tuttavia escludere a tale riguardo procedimenti di posa del tipo ad urto, ovvero a percussione. Le caratteristiche di natura meccanico-tecnologica del rivestimento esterno FZM risultano assai significative ai fini della protezione meccanica. La resistenza alla compressione ed all'urto vengono ottimizzate in relazione alle prescrizioni di natura meccanica che si verificano in fase di trasporto, sfilamento e successiva posa in opera. Per i tubi destinati alla posa con tecnologie senza scavo, risulta inoltre particolar- 43

14 mente significativo il valore di resistenza rispetto alle sollecitazioni di taglio. Tabella 2 Valori caratteristici minimi della resistenza meccanica del rivestimento esterno FZM Caratteristiche Valore limite Resistenza alle sollecitazioni di urto 150 Nm Resistenza alla compressione 25 N/mm 2 Resistenza agli sforzi di taglio 50 N/cm 2 Tabella 3 Supplementi di peso derivanti dal rivestimento esterno FZM Diametro Diametro Lunghezze Spessore di Spessore esterno del tubo verghe strato normale minimo di acciaio Aumento di peso per l'esecuzione con spessore normale (kg/m) DN (mm) (m) (mm) (mm) , , , , ,5 1) , , , , , ,0 1) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0 1) Dimensione standard dei tubi MLP con bicchiere ad innesto Nel caso di tubi che debbano venire provvisti di un appesantimento contro la spinta di Archimede, per posa in acqua, sono possibili spessori di parete fino a 50 mm.