Quali sono le caratteristiche delle linnee di trasporto dei fluidi in una produzione industriale

di Marco Arezio

Una produzione industriale ha, normalmente, la necessità di essere supportata da una serie di fluidi, come l’acqua, l’aria compressa o il vapore.

Per poter trasportare i diversi fluidi necessari al funzionamento degli impianti di produzione, bisogna poter contare su tubazioni progettate in base al fluido che dovranno contenere, la distanza del trasporto, il loro diametro e la pressione di lavoro.

In questo articolo affrontiamo gli elementi che costituiscono una rete di distribuzione industriale dei fluidi e cosa dobbiamo tenere in considerazione per scegliere i migliori materiali adatti allo scopo.

Una rete di tubi per il trasporto dei fluidi industriali può rientrare nella voce delle reti di servizio alla produzione e, per questo motivo, la loro installazione e manutenzione deve essere considerato nei costi degli impianti e in quelli di manutenzione.

Quindi, è importante progettare, realizzare ed installare la miglior rete di tubature possibili, in modo da minimizzare i costi generali ed aumentarne la durata nel tempo.

Infatti, è sempre utile prevedere un sovradimensionamento, ma con attenzione, della linea e degli elementi che sono a supporto, in quanto potrebbe essere necessario, in futuro, un aumento del fabbisogno di fluidi richiesto da un possibile incremento dei volumi di produzione, senza dover rifare le linee di trasporto.

Gli elementi che costituiscono una linea di trasporto della fluida sono costituiti dai seguenti prodotti:

• Tubi

• Elementi di raccordo

• Accessori

In primo luogo possiamo dire che le linee di servizio alla produzione dovrebbero essere visibili e di facile accesso, in modo da poter svolgere le eventuali riparazioni o ispezioni, in modo veloce ed agevole, senza pregiudicare i tempi della produzione.

Inoltre, ogni linea deve essere ben riconoscibile in base al flusso che in essa scorre, infatti, i dati che indicano la natura del fluido possono essere riportati sui tubi, in varie forme, quali il nome per esteso, l’abbreviazione o la formula chimica.

Per le tubazioni convoglianti fluidi pericolosi, oltre al colore di base, deve essere presente il simbolo di pericolo e il nome o la formula del fluido.

Occorre, infine, tenere presente che le tubazioni e tutti i componenti devono essere installati in modo da:

• non intralciare il transito

• non occupare spazi di lavoro

• non essere danneggiati da mezzi di trasporto

• non costituire barriera alla diffusione della luce naturale

Scelta dei tubi da installare

I materiali più comuni che compongono i tubi, utilizzati nelle linee di trasporto dei fluidi in produzione, sono la plastica, il rame, l’acciaio, la ghisa e, misura minore, il calcestruzzo.

Per la scelta di una tipologia piuttosto che un’altra, deve essere considerato il tipo di fluido da trasportare, la pressione all’interno del tubo, la temperatura di esercizio, l’aggressività del fluido sulla linea e alcune considerazioni ambientali dello stabilimento, come l’umidità, il calore e l’aggressività di componenti esterni.

Inoltre, influisce sulla scelta del tubo, in merito al fluido da trasportare, la filettatura o la saldatura delle giunzioni tra i tubi stessi, che dovrà tenere in considerazione le caratteristiche generali del fluido.

Una volta scelto il materiale ed il tipo giuntura più adatta, viene determinato il diametro e lo spessore del tubo. Il diametro viene determinato in base alla portata del fluido da convogliare, tenendo conto di bilanciare economicamente i costi di installazione, crescenti al crescere del diametro delle tubazioni.

Tubi in acciaio

I tubi in acciaio sono, di gran lunga, la tipologia più usata nelle linee di produzione e vengono classificati in base al loro impiego:

• Tubi filettabili

• Tubi commerciali

• Tubi per applicazioni meccaniche

• Tubi per condotte

• Tubi speciali

• Tubi zincati

I tubi in acciaio sono impiegati per il trasporto dei liquidi, anche in presenza di alte temperature, di gas, di sostanze non alterabili e di pressione.

Tubi in ghisa

I tubi di ghisa sferoidale sono ottenuti per centrifugazione e sono normalmente dotati di giunto a bicchiere con guarnizione in elastomero, oppure per particolari applicazioni, sono disponibili in versione flangiata.

Vengono impiegati, normalmente, nel trasporto delle acque nere o del gas, attraverso degli appositi strati di rivestimento in base alla tipologia di fluido da contenere.

Tubi in rame

I tubi in rame sono caratterizzati da una conducibilità elettrica e termica elevatissime, superate solo da quelle dell'argento, inoltre il rame è molto resistente alla corrosione e non è magnetico.

Vengono impiegati per trasportare l’acqua potabile, il gas combustibili, i gas medicali, l’acqua per il riscaldamento e i fluidi per condizionamento e refrigerazione. Infatti, il rame è impermeabile ai gas, facilmente piegabile, resiste alla corrosione e non invecchia se esposto alla radiazione solare.

Tubi in plastica

I tubi in plastica hanno avuto una veloce diffusione negli ultimi decenni, impiegandoli per il trasporto di liquidi e dei gas, in quanto possiedono una buona resistenza alla corrosione da parte degli agenti chimici, sono leggeri. flessibili e hanno ottime proprietà dielettriche.

Grazie a tali caratteristiche, i tubi in plastica hanno trovato applicazione anche per il convogliamento (in pressione e per gravita) delle acque reflue inquinate. Per contro, quelli in PVC, per esempio, non sono adatti per pressioni di esercizio superiori a 16 bar e per temperature superiori a 60 °C o per frequenti variazioni di temperatura.

Infine subiscono un sensibile invecchiamento (che li rende fragili) se sono sottoposti all’esposizione prolungata della luce e frequenti sbalzi termici.

I principali materiali di cui sono costituiti i tubi di materiale polimerico sono:

• Polipropilene (PP)

• Polietilene (PE)

• Policloruro di vinile (PVC)

• Plastici rinforzati con fibre di vetro (PRFV)

Un altro vantaggio molto importante delle tubature realizzate con i polimeri plastici è la loro notevole durata, specialmente quelli prodotti in PVC, che può raggiungere anche i 50 anni di esercizio se conservati e protetti in modo idoneo.

Dilatazioni termiche

La presenza di calore nella linea deve far riflettere, non solo sulla tipologia di materia prima da utilizzare per i tubi, ma anche sui comportamenti che queste materie prime possono avere durante le variazioni di temperatura in funzione della lunghezza della linea stessa.

Non solo sono da tener presente, al fine della corretta progettazione dei tubi, le temperature di esercizio e di picco, ma anche gli sbalzi termici che possono avvenire tra parti di impianti più freddi e altri più caldi.

Inoltre, in una tubazione rettilinea di diametro contenuto, l’allungamento può comportare una flessione (carico di punta) in grado di sollecitare pericolosamente le flange di collegamento della tubazione alle apparecchiature.

Categoria: notizie - tecnica - produzione - linee di tubazioni