Tubazioni speciali

Le tubazioni speciali: per tubazione si intende una rete di tubi collegati tra loro allo scopo di consentire il trasporto di fluidi e di liquidi anche attraverso grandi distanze, oppure di collegare differenti apparecchiature di un impianto.

I tubi sono profilati metallici cilindrici, generalmente realizzati con un’unica lamiera di metallo (di solito acciaio), che vengono utilizzati per svariati impieghi. I materiali costitutivi di questi prodotti, oltre all’acciaio, sono leghe metalliche (come nichel, cromo, titanio e altri), acciaio inossidabile, acciaio ricoperto (teflonato), rame, ghisa, calcestruzzo oppure materie plastiche, come il polietilene.

Che cos’è un sistema di tubazioni

Nella scelta del genere di materiale da impiegare è assolutamente necessario tenere conto di alcune variabili, che sono: la pressione, le temperature d’esercizio, la corrosività e l’abrasività della sostanza trasportata. Un sistema di tubazioni prevede che ogni singolo componente sia in grado di svolgere una sua specifica funzione, concorrendo a realizzare un complesso apparato deputato al trasferimento di fluidi. Oltre a quello rigido esiste anche il tubo flessibile, di solito prodotto in silicone o altre mescolanze di gomme, che si distingue per adattarsi con estrema versatilità a differenti situazioni logistiche.

Le diverse materie prime utilizzate per i vari tipi di tubazioni sono condizionate dal valore di pressione interna dei fluidi trasportati e dalla loro temperatura. Quando si presenta l’esigenza di trasferire dei gas è inoltre necessario che i tubi siano a tenuta stagna e collegati da giunture ermetiche. Anche il diametro delle tubazioni è vincolato dal genere di sostanza trasportata, dalla sua pressione relativa e dalla lunghezza del percorso da compiere.

I tubi vengono uniti tra loro mediante dei raccordi, il cui impiego è finalizzato al collegamento tra pezzi contigui oppure alla loro chiusura. Al sistema di tubazioni appartengono anche le valvole che servono per regolare il flusso. Quando si progetta un sistema di tubazioni speciali è opportuno effettuare preventivamente studi relativi al percorso che ogni singolo tubo è tenuto a fare all’interno dell’impianto. Bisogna inoltre porre particolare attenzione al genere di raccordi e di saldature, valutando le eventuali deformazioni causate dalla pressione interna al sistema.

Settori di applicazione delle tubazioni speciali

I componenti meccanici speciali vengono impiegati in numerosi settori, come quello petrolchimico, navale, farmaceutico e per apparecchi a pressione.

Le tubazioni nel settore petrolchimico

Nel settore petrolchimico le tubazioni, che devono trasportare petrolio, gas e idrocarburi, sono generalmente realizzate con struttura multistrato dotata di un rivestimento termoplastico interno. Il materiale d’elezione per questo genere di tubazioni è il polietilene ad alta densità, in grado di soddisfare anche le condizioni più critiche di esercizio sia di fluidi (petrolio) che di gas (anidride carbonica).

Per la natura dei materiali trasportati esse devono essere impermeabili agli idrocarburi per evitare depositi e incrostazioni lungo il percorso. La flessibilità è un requisito necessario per evitare eventuali blocchi nel trasferimento delle materie prime e assicurare un flusso continuo e omogeneo. La parete interna della tubazione deve garantire un’estrema levigatezza per ridurre al minimo qualsiasi perdita di carico. Queste tubazioni, particolarmente resistenti a depositi e incrostazioni, mostrano una notevole resistenza all’attacco di anidride carbonica, alla corrosione, alle abrasioni, alle radiazioni ultraviolette e alle aggressioni di tipo chimico.

Le caratteristiche

Grazie a una particolare affidabilità strutturale, le tubazioni speciali del settore petrolchimico assicurano un’elevata resistenza alla propagazione delle fratture e agli urti. La loro installazione è affidabile, semplice e veloce, anche in presenza di avverse condizioni climatiche (basse temperature).

Gli impianti petrolchimici sono caratterizzati da lunghe reti di tubazioni che trasferiscono gas e petrolio anche per molti chilometri e che pertanto devono essere conformi a elevati standard qualitativi e di sicurezza. Le tubazioni speciali per l’industria farmaceutica comprendono tubi flessibili, ideali per travasare, trasportare sotto pressione e aspirare differenti tipologie di prodotti chimici solidi, liquidi e gassosi. La concentrazione del materiale trasferito di solito è medio-alta e pertanto richiede un adeguato gradiente pressorio per poter procedere senza intoppi.

Spesso la superficie interna di questi dispositivi è rivestita con teflon, e quella esterna da acciaio inox; in altri casi il materiale è polietilene, che garantisce comunque ottimi standard qualitativi e una particolare longevità. L’interno delle tubazioni speciali deve essere in grado di termoregolarsi indipendentemente dalle condizioni esterne, per evitare danni alle merci in esse contenute. Inoltre esso deve essere idrofobico e antiaderente, per assicurare il trasferimento in purezza dei prodotti.

Le tubazioni nel settore della bio-farmaceutica

Nel settore della bio-farmaceutica la produzione di tubazioni speciali non può che servirsi di materiali qualitativamente garantiti e conformi agli standard di sicurezza. Le tubazioni speciali in ambito navale sono solitamente semilavorati metallici in lega di rame e di nichel, che offrono prestazioni di ottima resistenza alla corrosione. I prodotti sono rivestiti in teflon, dato che i materiali trasportati hanno caratteristiche molto diverse e differenti esigenze; pertanto è necessario garantire un perfetto isolamento interno.

L’impermeabilizzazione dei tubi metallici rappresenta un requisito indispensabile nel settore navale, soprattutto per assicurare una longevità adeguata e rispondente a un valido rapporto qualità/prezzo. Gli apparecchi a pressione comprendono tubazioni speciali, elettrovalvole e recipienti sottoposti a una pressione relativa superiore a 0,5 bar e che, rientrando nelle normative vigenti, sono contrassegnati dalla marcatura CE.

Il sistema di tubazioni degli apparecchi a pressione, destinato al trasporto dei fluidi, comprende anche le guarnizioni, i raccordi e i giunti di smontaggio. Per la natura stessa di questi impianti, la sicurezza è il requisito di maggiore rilevanza e pertanto le tubazioni devono essere prodotte con materiali adeguati che, a seconda dei casi, possono essere leghe metalliche o altro.

I livelli di pericolosità dipendono dalla quantità di energia immagazzinata nelle strutture e del quale le tubazioni speciali devono tenere conto; la pressione massima tollerabile da tali strutture è collegata anche allo stato termico dei materiali trasportati.

Tra le varie caratteristiche da valutare nel trasporto di fluidi sotto pressione ci sono:

• la tossicità
• l’infiammabilità
• l’esplosività

Materiali per le tubazioni speciali

La saldatura, che rappresenta un settore di fondamentale importanza nella produzione di tubazioni speciali, richiede un’assoluta competenza sia dei materiali che delle procedure lavorative. L’acciaio duplex e il superduplex sono materiali inossidabili, molto resistenti alle stimolazioni meccaniche e alla corrosione, particolarmente duttili e con un alto tenore di cromo, necessario per la formazione del loro strato protettivo.

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L’acciaio duplex, formato da una struttura mista di grani cristallini (50% di ferrite e 50% di austernite), si distingue per un’ottima resistenza alla corrosione, una buona duttilità, ideale soprattutto per le piegature a “U”, e un’eccellente saldabilità. E’ inoltre dotato di una notevole resistenza meccanica alla rottura. Esso trova largo impiego per tubazioni speciali nell’industria petrolchimica e nel settore nautico in presenza di ambienti particolarmente corrosivi.

L’acciaio superduplex, caratterizzato da concentrazioni di nichel, cromo e molibdeno piuttosto alte, possiede un’ottima resistenza alla corrosione ed è molto robusto. Esso viene utilizzato nella produzione di tubazioni speciali da impiegare in condizioni più critiche rispetto al duplex, soprattutto per quanto concerne l’impatto con la corrosione.

Nell’ambito di questi materiali, la saldatura riveste un ruolo fondamentale e deve essere portata a termine con grande competenza ed esperienza. Infatti il presupposto indispensabile perché il processo si realizzi nella maniera più giusta è quello di mantenere un limite elastico molto elevato. Le tubazioni speciali devono quindi essere saldate a regola d’arte, proprio in quanto i loro campi d’applicazione richiedono elevati standard qualitativi e ottime prestazioni funzionali.

La sicurezza rimane comunque il principale requisito da valutare dato che la funzione di questi sistemi è collegata a trasporti di materiali da trattare con estrema cautela.

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