Caratteristiche del tubo rinforzato con vetro
Per migliorare le prestazioni, i tubi sono progettati come un composito di fibre, resina e riempimento in più strati (Figura 1.1). I tubi in PRFV sono prodotti con resina, fibra di vetro, silice, catalizzatore e acceleratore attraverso un processo di avvolgimento a filamento continuo. È possibile produrre tubi con caratteristiche diverse grazie alla progettazione degli strati. L’avvolgimento dei filamenti è un processo che consiste nell’impregnare il rinforzo in fibra di vetro con la resina, quindi applicare le fibre bagnate su un mandrino secondo uno schema prestabilito. Come rinforzo aggiuntivo si possono usare rovings di vetro
tagliati (vedi Figura 1.2). La qualità di tutte le materie prime deve essere approvata prima del loro utilizzo per i tubi in PRFV. Il processo di produzione è gestito automaticamente da macchine controllate da computer. Ciò consente di ottenere una qualità standard e costante nei tubi.
Esistono due tipi di tubi in PRFV: Monoassiali e Biassiali. Entrambi i tipi sono flessibili. I tubi monoassiali possono sopportare solo le sollecitazioni a cerchio (radiali e tangenziali),
mentre i tubi biassiali sono in grado di sopportare sia le sollecitazioni a cerchio che quelle assiali. I tubi monoassiali sono adatti per l’interramento, mentre i tubi biassiali sono utilizzati principalmente per le installazioni fuori terra.
I tubi monoassiali e biassiali possono essere trasformati in GRP, GRV, GRVE e GRE cambiando gli strati, il tipo di resina ecc. per adattarsi ai vari requisiti meccanici o agli ambienti chimici.
La qualità della materia prima viene attentamente controllata prima della produzione.
- Resistenza alla corrosione
- Lunga durata e bassi costi di manutenzione
- Non sono necessari rivestimenti e protezioni
- Proprietà idrauliche costanti nel tempo
- Peso ridotto
- Bassi costi di trasporto e movimentazione
- Installazione semplice e immediata
- Superficie interna liscia
- Erogazione di una maggiore quantità di fluido rispetto ad altri tipi di tubi
- Risparmio energetico nel sistema di pompaggio e minori costi operativi
- Minori costi di pulizia grazie al ridotto accumulo di melma
- Fodera resiliente
- Resistenza all’abrasione
- Elevata resistenza alle crepe
- Flessibilità di produzione
- Possibilità di produrre tubi di lunghezza maggiore, con conseguente riduzione del numero di giunzioni
- Diametri e lunghezze disponibili su misura
- Produzione di tubi specifici per il progetto su richiesta del cliente
- Facilità di adesione
- L’accoppiamento con guarnizioni elastomeriche garantisce giunti stretti ed efficienti, costi di giunzione inferiori, tempi di installazione ridotti e capacità di rotazione angolare.
- Installazione semplice
- Installazione facile e veloce
- Vari tipi di installazione: interrata, fuori terra e senza scavo.
- Adattabile a diverse profondità di interramento
- Design avanzato dei tubi
- Qualità costante del prodotto
- Produzione di varie classi di pressione e rigidità
- Produzione di tubi specifici per il progetto, per soddisfare requisiti diversi come quelli fisici, chimici, termici o ambientali.
Applicazioni
- Trasmissione e distribuzione di acqua potabile e grezza
- Sistema di fognatura sanitaria a gravità
- Sistema di raccolta delle acque reflue
- Convogliamento delle acque meteoriche
- Trasmissione dell’acqua di mare
- Applicazioni di irrigazione
- Applicazioni industriali
- Trasmissione del greggio
- Acqua di raffreddamento
- Industrie del petrolio, del gas e petrolchimiche
- Applicazioni antincendio
Standard di prestazione
I tubi sono prodotti secondo standard nazionali e internazionali come ISIRI, API, DIN, NORSAK, ASTM, ISO, IPS e AWWA (Tabella 1-1).
Un meticoloso controllo di qualità e test di verifica a lungo termine basati sugli standard citati non solo garantiscono l’alta qualità dei tubi prodotti, ma soddisfano anche le aspettative dei clienti.
Per dimostrare la conformità dei tubi ai requisiti minimi di prestazione previsti dai seguenti standard, vengono eseguiti numerosi e severi test di controllo della qualità e di qualificazione.
Tabella 1-1 Standard nazionali e internazionali utilizzati
| ISIRI | ISIRI 10729 | Condotta pressurizzata per acqua potabile |
| ISIRI 10730 | Sistemi di tubazioni per acque reflue municipali a gravità | |
| ISO | ISO 10467 | Drenaggio e non in pressione e Fognature |
| ISO 10639 | Alimentazione idrica a pressione e non a pressione | |
| ASTM | ASTM D3262 | Fognatura a gravità |
| ASTM D3517 | Tubo a pressione | |
| ASTM D3754 | Fognatura a pressione | |
| AWWA | AWWA C950 | Tubo a pressione in fibra di vetro |
| AWWA M45 | Manuale di progettazione dei tubi in fibra di vetro | |
| API | API 15LR | Tubo di linea in fibra di vetro a bassa pressione |
| API 15HR | Tubo di linea in fibra di vetro ad alta pressione | |
| NORSOK | NORSOK P01 | Diagramma di controllo del sistema |
| DIN | DIN 16868-1 | Fibra di vetro rinforzata non satura Tubi in resina poliestere (UP-GF) |
Descrizione del prodotto
Vengono presentate brevemente le dimensioni e le proprietà meccaniche dei tubi.
Diametro nominale (DN)
Il diametro dei tubi varia da 20 a 4000 mm.
Classe di pressione (PN)
Le classi di pressione sono 1, 6, 10, 16, 20, 25 e 32 bar.
Classe di rigidità (SN)
I tubi sono prodotti in classi di rigidità di 2500, 5000 e 10000 N/m2 . Altre classi di rigidità possono essere progettate e prodotte su richiesta del cliente.
Va notato che la procedura con cui la rigidità del tubo viene ottenuta da ASTM e ISO varia.
Come illustrato nella Tabella 1-2, ASTM misura la rigidità al 5% di deflessione e la riporta come EI/r3 , mentre ISO misura la rigidità al 3% di deflessione e la riporta come EI/D3 .
Tabella 1-2 Classe di rigidità del tubo in ISO e ASTM
Classe di rigidità
| ISO (N/m2) | ASTM (kN/m2) |
| 1250 | 62 |
| 2500 | 124 |
| 5000 | 248 |
| 10000 | 496 |
| 15000 | 744 |
| 2000 | 992 |
Lunghezza del tubo
I tubi in PRFV hanno una lunghezza standard di 6, 9 o 12 m. Possono essere fabbricati da 3 a 15 m per soddisfare i requisiti del progetto.
Interazione tubo-suolo
La flessibilità dei tubi interrati è una caratteristica desiderata. Un tubo flessibile interrato e il terreno adiacente attirano insieme un carico verticale esterno derivante dal sovraccarico, dal carico superficiale e dal traffico, secondo un principio fondamentale: gli elementi più rigidi attireranno una proporzione maggiore di un carico condiviso rispetto a quelli più flessibili.
La corretta interazione tra l’involucro del terreno e un tubo flessibile interrato ha un ruolo fondamentale per il successo dell’installazione sotterranea e, di conseguenza, per una lunga durata:
– La presenza di un terreno più rigido in corrispondenza della linea delle molle favorisce lo sviluppo di un arco di terreno che riduce la proporzione del tubo rispetto al carico verticale.
- Il terreno circostante più rigido fornisce una maggiore pressione laterale passiva che riduce i momenti, i tagli e gli spostamenti come risultato della ridotta proporzione del tubo rispetto al carico verticale.
- La flessibilità del tubo consente la deformazione del tubo e la conseguente ridistribuzione dei carichi verticali;
- La deflessione del tubo rappresenta la quantità di sollecitazioni presenti nel tubo e la qualità dell’installazione.