TUBI DI POLIETILENE E POLIPROPILENE

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

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

NORMATIVE PROGETTAZIONE: UNI EN 1295-1 + pren 1295-3 Progetto strutturale di tubazioni interrate sottoposte a differenti condizioni di carico. COSTRUZIONE TUBI: UNI 10968-1 (traduzione del pren 13476-1) 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.

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 295-3 limitata PE corr. UNI 10968 UNI EN ISO 9969 UNI EN 1446 EN 1277 UNI EN ISO 9967 EN 744 gamma elevata DIN EN 295-3 elevatissima Requisiti minimi prestazionali: sono i medesimi per tubi strutturati (PE PP PVC) che per i tubi compatti tradizionali di PVC

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

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

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

Produzione corr. PRODUZIONE TUBI CORRUGATI PE-PP

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.

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)

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

13476 class. rig. an. CLASSIFICAZIONE RIGIDITA ANULARE UNI 10968 DN 500 mm: 4 8 16 DN > 500 mm: 2 4 8 16 Il valore della rigidità anulare SN è determinato da test eseguito in conformità a UNI EN ISO 9969

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]

I MATERIALI VALORI TIPICI DI MODULO ELASTICO PE E = 800 [MPa] PP E = 1700-1900 [MPa] PVC E = 3000 [MPa]

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) 1700 1900 elevata eccellente 0,930 g/cm 3 EN 744 (nessuna rottura a 0 C) Scabrezza tubazione PP: la medesima del PE

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

Prezzi di listino ( /m) HYDRO 16 : I COSTI settembre 2006 DN (d.e.) 200 250 315 400 500 630 800 1000 1200 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.) 200 250 315 400 500 630 800 1000 1200 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%

Prezzi scontati PREZZI SCONTATI agosto 2006 sconto 52% De mm 250 315 400 500 630 800 1000 1200* 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 95,875 133,670 168,672 199,392 CORRUGATI UNI 10968 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 93,360 102,864 118,296 141,792 151,248 173,938 prezzi espressi in /m

HYDRO 16 VANTAGGI HYDRO 16 1. > 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)

HYDRO 16 DIBATTITO COSA NE PENSATE?

TUBAZIONI PE100 Sviluppi prestazionali nel campo delle resine di polietilene

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

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...

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Norma EN 12201 Norma EN 12201-1 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).

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

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

7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Risultati : test Carico puntuale > 5000 hrs MDPE PE100(a) PE100 (b) PE100Evolution PE100Evolution HDPE PE80 Resistenza tempo in ore

Prova di pressione sul tubo intagliato ISO 13479 Tubo 63-125 mm 4 incisioni longitudinali Acqua dentro e fuori 80 C PE 80 : 4,0 MPa PE 100 : 4,6 MPa Richiesto: > 165 h

Risultati : Prova su tubo intagliato 12000 10000 8000 6000 5000 ore 4000 2000 HDPE PE80 MDPE PE100(a) PE100 (b) PE100 (c) PE100Evolution PE100Evolution PE100Evolution PE100Evolution 0 Resistenza tempo in ore

Cone test ISO 13480 Tubo 32 mm cono da 1,12 volte d.i. 1 taglio longitudinale Soluzione acquosa di Igepal 80 C Richiesto < 10 mm/gg Gastec

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

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

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 20 6 30 18 40 50 60 100 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

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

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.

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

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

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

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 117.076.049,26 3,42% 109 4.009.375,00 con ribasso d'asta 20% 93.660.839,41 4,28% ANNO 2003 Tot. importi a base d'asta 211.034.494,74 2,07% 158 4.373.753,00 con ribasso d'asta 20% 168.827.595,79 2,59% ANNO 2004 Tot. importi a base d'asta 135.247.967,93 2,12% 32 2.861.743,32 con ribasso d'asta 20% 108.198.374,34 2,64% Tot. importi a base d'asta 463.358.511,93 2,43% 299 11.244.871,32 con ribasso d'asta 20% 370.686.809,54 3,03%

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 3,03 0 20 40 60 80 100 Costi %

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 5,46 0 20 40 60 80 100 Costi %

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Belluno, 28 settembre 2006 SALUTA e RINGRAZIA TUTTI I PARTECIPANTI

Polietilene Tubazioni in pressione Udine, 31 maggio 2006

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

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,

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

e relativi prodotti PE100 HDPE Densità g/cm 0.91 3 5 0.950 Cristallinità 40 % 60 % 70 % 90 % LDPE 0.934 0.94 5 MDP E HDPE 0.96 5 0.93 8 PE80 MDPE 0.94 5 PE80 HDPE

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

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

Resine BIMODALI Buona processabilità Proprietà principali Buone proprietà meccaniche Peso molecolare

ANTWERPEN impianto di polimerizzazione bimodale dell etilene etilene

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)

DESIGNAZIONE DEL MATERIALE Designazione del materiale e sforzo di progetto massimo Designazioni Resistenza minima richiesta (MRS) [MPa] [MPa] σ (SIGMA) [kg/cm 2 ] PE 100 10,0 8,0 80 PE 80 8,0 6,3 63 PE 63 6,3 5,0 50 PE 40 4,0 3,2 32

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

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

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

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

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

Curva di regressione del PE100 SEM 1.12-4 Parameters Model Stress (MPascal) 14 12 10 9 8 7 6 5 10.86 Temperature ( C) 20 60 80 4 LTHS 50y lpl 97.5%/50y = 11.2 MPa = 10.8 MPa 3 1 10 100 1 000 10 000 100 000 Time to failure (hour) 50 y LTHS LPL

Tipiche curve a 80 C C di HDPE-MDPE (PE80) 10 HOOP STRESS (MPa) HDPE MDPE 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 FAILURE TIME (h)

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

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

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

EFFETTO DEI CARICHI PUNTUALI Frattura all interno del tubo

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 13479 EN ISO 13480 ISO/DIS 16770.3 > 1000 h 165-1000 h <15mm/g 50-500 h

NOTCHED PIPE TEST (NPT) METODO: EN ISO 13479 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)

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 200 400 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

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

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

RCP FS TEST 500 mm SDR 11 69 mm 80 mm Low resistance initiation pipe failure Crack lengths in test pipes

PE 100 1600 mm SDR 26 per sistemi di tubi in pressione

PE 100 BLU sistemi di tubazioni per acqua potabile

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

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

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

Immagine ESIGENZE DELLE MODERNE RETI DI SCARICO

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

POSA POZZETTI Posa pozzi PE Posa pozzi CLS

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)

Immagine SICUREZZA DELLE MODERNE RETI DI SCARICO

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 19549. PROVA DI CARICO

TEE D ISPEZIONE TEE Magnum B TEE Magnum M Diametri Esterni (DE) Diametri Interni (DI) ISPEZIONE Moduli DN600 - Moduli DN800 - Moduli DN1000 INGRESSI/USCITE 630 800 1000 1200 600-800

TEE D ISPEZIONE STAMPATE

TEE D ISPEZIONE FORMATE

Pozzetto sifonato POZZETTO SIFONATO INNESTO TUBI FINO DN 200

Pozzetto sifonato POZZETTO SIFONATO

Racc. posa RACCOMANDAZIONI DI POSA

Racc. posa RACCOMANDAZIONI DI POSA

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

Statica flessibili Statica tubi flessibili secondo pren 1295-3 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)

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

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 295-3 limitata PE corr. UNI 10968 UNI EN ISO 9969 UNI EN 1446 EN 1277 UNI EN ISO 9967 EN 744 gamma elevata DIN EN 295-3 elevatissima Requisiti minimi prestazionali: sono i medesimi per tubi strutturati (PE PP PVC) che per i tubi compatti tradizionali di PVC

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

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

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

Profili PROFILI TUBI PE a.d. CORRUGATI TUBI PE a.d. SPIRALATI DN (d.e.) 40 1200 mm DN (d.i.) 500 1500 mm

Prezzi scontati PREZZI SCONTATI agosto 2006 sconto 52% De mm 250 315 400 500 630 800 1000 1200* 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 95,875 133,670 168,672 199,392 CORRUGATI UNI 10968 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 93,360 102,864 118,296 141,792 151,248 173,938 prezzi espressi in /m

Differenze prezzi /m DIFFERENZE PREZZI ( /m) rispetto prezzi tubi PE Corrugati De mm 250 315 400 500 630 800 1000 1200* 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 10968 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

Differenze prezzi % DIFFERENZE PREZZI (%) rispetto prezzi tubi PE Corrugati De mm 250 315 400 500 630 800 1000 1200* 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 10968 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

Produzione corr. PRODUZIONE TUBI CORRUGATI PE a.d.

Produzione Spiral. PRODUZIONE TUBI SPIRALATI PE a.d.

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

13476 class. rig. an. CLASSIFICAZIONE RIGIDITA ANULARE UNI 10968 L espressione rappresentativa della rigidezza è SN = E I/D m 3 E D m I = modulo elastico del materiale (1,0 10 3 ) [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: 4 8 16 DN > 500 mm: 2 4 8 16

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. 1.000 mm CLS vibrocompresso (non armato) UNI U734.096.0 kg 2.685 barra da 2 m PE corr. 1.200 mm SN4, kg 60 m kg 360 barra da 6 m / kg 720 barra da 12 m PE corr. 1.000 mm SN4, kg 40 m kg 240 barra da 6 m / kg 480 barra da 12 m PE spir. d.i. 1.000 mm SN4, kg 70 m kg 420 barra da 6 m / kg 840 barra da 12 m es.: D.i. 1.000 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%)

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

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

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

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

Resistenza all abrasione 1 RESISTENZA ALL ABRASIONE DIN EN 295-3 Verifica effettuata sottoponendo i provini di tubo a 400.000 cicli di inclinazione con conseguente scivolamento del fluido (acqua) contenuto mescolato ad apposita miscela di inerti; gli inerti vengono cambiati (rinnovati) ogni 50.000 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)

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

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

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)

Giunzioni corrugati GIUNZIONI TUBI CORRUGATI Manicotto dal 125 mm al 1.200 mm 2 guarnizioni 2 infilaggi 1 guarnizione 1 infilaggio Bicchiere SWS dal 250 mm al 400 mm Bicchiere INTEGRAL dal 500 mm al 1.200 mm 1 guarnizione 1 infilaggio

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

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

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

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)

CONFRONTO PRESTAZIONI IDRAULICHE PE - CEMENTO Confronto PE-CLS CONFRONTO VALORI DI PORTATA TUBI DN 1.000 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%

Tubi corrugati TUBI CORRUGATI per sistemi interrati di scarico acque da 125 mm a 1.200 mm

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 200 500 mm

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

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

prepozzetti POZZETTI PE