Si definiscono tubi idonei a convogliare fluidi senza dispersione e costituiscono, come detto, la grande maggioranza dei tubi prodotti. Quasi tutti hanno sezione circolare. Generalmente i tubi per applicazioni idrauliche seguono precisi standard dimensionali; lo standard più utilizzato è l’ANSI B36, che stabilisce alcuni concetti di utilizzo universale.
I tubi sono classificati in base ad un diametro nominale che è, in una certa misura, il diametro interno del tubo. I diametri nominali costituiscono una serie di valori immutabili. I tubi con un dato diametro nominale hanno un diametro esterno costante, indipendentemente dallo spessore. Nell’uso statunitense (e in genere nell’industria petrolifera) i diametri nominali (abbreviati con la sigla NB, cioè Nominal Bore, alesaggio nominale) sono espressi in pollici, mentre nell’uso europeo sono espressi in millimetri e designati con la sigla DN, cioè diametro nominale; i valori del diametro esterno sono comunque gli stessi, ed esiste una corrispondenza (derivante dalla norma ANSI B36.10).
Classificazione per materiale
I tubi sono profili cilindrici che possono assumere diverse dimensioni e avere caratteristiche diverse a seconda delle funzioni che sono chiamati a svolgere. La scelta di una pipa da utilizzare in pipa tiene conto del
- materiale di cui è formato il tubo
- tipologia costruttiva del tubo
Una volta selezionati questi due parametri, la scelta del tubo richiede l’individuazione del diametro (in relazione alla portata di fluido da trasportare) e la scelta dello spessore. Per quanto riguarda quest’ultimo vengono adottati report che ne consentono il calcolo sia in fase operativa che in caso di collaudo idraulico. Di seguito l’elenco delle tipologie di tubazioni, distinte in base al materiale, che trovano frequente impiego nella pratica industriale e civile.
Tubi di acciaio
Esistono diversi modelli di tubi in acciaio che si possono distinguere in base alle caratteristiche del fluido da trasportare, alla sua temperatura e pressione e alle caratteristiche dell’ambiente in cui il tubo verrà collocato.
Tubi filettabili
Sono tubi in acciaio non legato (Fe 330) facilmente lavorabili. Possono avere estremità lisce o filettate con filetti conici o cilindrici. Le dimensioni vanno da DN 10 a 150 e pressioni fino a PN 25.
Tubi zincati
Tubazioni particolari che vengono utilizzate in quei casi in cui si vuole evitare l’ossidazione del materiale che porterebbe all’inquinamento del fluido trasportato. I tubi in questione vengono posti in appositi bagni di zinco ed il materiale in eccesso viene eliminato con una successiva lavorazione.
Tubi per applicazioni meccaniche
Sono tubi di acciaio non legato di qualità tipicamente utilizzati negli scambiatori di calore o nei forni.
Tubi per condutture
Rientrano in questa categoria i tubi in acciaio al carbonio che vengono generalmente utilizzati nel trasporto di acqua, prodotti petroliferi o gas naturale.
Tubi commerciali
Tubi in acciaio non legato (Fe 320) idonei al trasporto di fluidi per i quali è richiesta la tenuta stagna e dimensioni fino a DN 600.
Tubi speciali
Sono tubi in lega di acciaio inox adatti a lavorare in condizioni critiche e quindi con fluidi che presentano una temperatura elevata o un’elevata aggressività chimica.
Tubi di rame
Sono tubi realizzati in rame e presentano elevate caratteristiche di conducibilità termica e una certa lavorabilità (stato fisico ricotto). Sono di dimensioni medio-piccole e per le loro caratteristiche vengono frequentemente utilizzati negli impianti domestici per il trasporto di acqua (potabile, riscaldamento tradizionale e radiante), gas combustibili, gasolio e fluidi per impianti solari. I tubi in rame vengono utilizzati anche nel campo del condizionamento e della refrigerazione, nonché per il trasporto dei gas medicinali. Vengono utilizzati anche tubi in leghe di rame, ottone e cupronichel, soprattutto nel settore navale.
Tubi in ghisa sferoidale
Tubi ottenuti dalla centrifugazione del magnesio in ghisa grigia. Hanno una buona resistenza alla corrosione ma in compenso hanno un peso elevato per unità di lunghezza. Questo parametro dovrà essere tenuto in considerazione, ad esempio, nel dimensionamento dei supporti che dovranno sorreggere le tubazioni. Possono resistere a pressioni fino a PN 10 e per le loro caratteristiche vengono utilizzati nel trasporto di acqua, prodotti petroliferi o gas naturale, in particolare in tubazioni interrate.
Tubi di plastica
Sono tubi sempre più utilizzati grazie alle caratteristiche di leggerezza, flessibilità, resistenza alla corrosione, proprietà dielettriche. Il limite di questi tubi risiede nei bassi valori di pressione e temperatura che possono sopportare. I materiali più utilizzati nella costruzione di queste particolari tubazioni sono:
- PVC (cloruro di polivinile)
- PE (polietilene)
- PP (polipropilene)
- PVDF (polivinilenfluoruro)
Va tenuto presente che questi tubi subiscono l’invecchiamento se esposti alla luce solare. Per le loro proprietà vengono utilizzati nel trasporto di acque potabili o reflue, liquidi alimentari, prodotti chimici.
Tubi di vetro
I tubi di vetro vengono utilizzati in applicazioni speciali, ad esempio per il trattamento di sostanze fortemente acide.
Requisiti normativi
- UNI EN 1333:2007
- DM LL.PP. 12.12.1985
- Circolare Ministero LL.PP. 20.03.1986 n. 27291
Raccomandazioni dell’Istituto Italiano dei Plastici: La plastica nell’irrigazione (PDF)
Pressione nominale
Il valore di pressione nominale (simbolo PN) è un’indicazione convenzionale che rappresenta la pressione interna ammissibile (espressa in bar) di un tubo per una temperatura di 20°C.
La pressione nominale di una tubazione è definita come la somma dei due valori seguenti:
- Pressione massima di esercizio ammissibile (PMA – pression maximale ammissibile): valore massimo di pressione p che si può verificare in asse alle tubazioni per il funzionamento idraulico più gravoso dell’impianto, comprensivo delle eventuali sovrapressioni Δp determinate dalle prevedibili condizioni di esercizio, anche se conseguenti a fenomeni transitori ( sovrapressione di vari movimenti);
- Pressione equivalente (Po): soprattutto nei tubi di grande diametro si verificano sollecitazioni di trazione non legate al funzionamento idraulico del sistema, come il carico del terreno, le condizioni di supporto, i sovraccarichi esterni (dinamici e statici), le variazioni termiche e qualsiasi altra azione compresi quelli sismici. Per pressione equivalente si intende la pressione assiale che conferisce al tubo sforzi di trazione massimi pari a quelli determinati sulla base delle condizioni specifiche sopra indicate. Se il valore della pressione equivalente è notevolmente ridotto rispetto a quello della pressione di esercizio, al posto di PN si può considerare solo il valore PMA.
La pressione nominale è l’elemento base per la scelta delle serie o classi di tubi, giunti (es. flange), pezzi speciali componenti i tubi e relativi accessori (es. apparecchiature idrauliche) destinati al funzionamento di una condotta in pressione.
Le pressioni nominali sono indicate con la sigla PN seguita da un valore numerico (in bar).
I valori selezionabili di PN, secondo la norma UNI EN 1333 sono:
2 5 6 10 16 25 40 63 100
Diametro nominale
In idraulica il diametro nominale (simbolo DN) è un valore convenzionale che serve come riferimento per determinare la dimensione dei vari elementi che possono essere accoppiati in una tubazione (tubi, flange, valvole, pezzi speciali, ecc.).
In genere il DN esprime indicativamente la dimensione in millimetri del diametro interno effettivo dell’elemento, per i materiali metallici e cementizi, e del diametro esterno effettivo, per le materie plastiche.
I diametri nominali sono indicati con la sigla DN seguita dal valore numerico (in mm) che, per tubazioni di una certa importanza, è:
DN Diametro in mm 10 (Øe 17,1mm)
15 (Øe 21,3mm)
20 (Øe 26,7mm)
25 (Øe 33,4mm)
32 (Øe 42,2mm)
40 (Øe 48,3mm)
50 (Øe 60,3mm)
65 (Øe 73,0mm)
80 (Øe 88,9mm)
100 (Øe 114,3mm)
125 (Øe 141,3mm)
150 (Øe 168,3mm)
200 (Øe 219,1mm)
250 (Øe 273,0mm)
300 (Øe 323,8mm)
350 (Øe 355,6mm)
400 (Øe 406,4mm)
450 (Øe 457,2mm)
500 (Øe 508,0mm)
550 (Øe 558,8mm)
600 (Øe 609,6mm)
700 (Øe 711,2mm)
800 (Øe 812,8mm)
900 (Øe 914,4mm)
Nell’uso statunitense (e in genere nell’industria petrolifera) i diametri nominali (abbreviati con la sigla NB, cioè Nominal Bore, alesaggio nominale) sono espressi in pollici.
