Un sistema di tubazioni indica i sistemi, più o meno complessi, di organi che collegano le varie apparecchiature di un impianto idraulico. In questo articolo vediamo come, adottando elevati standard contro la corrosione da ruggine su un componente base quale il raccordo, si possano anche ridurre i costi di manutenzione programmata per gli utenti finali.
Il sistema di tubazioni (in inglese piping) permette il trasporto, l’accumulo e l’intercettazione dei fluidi (liquidi o gassosi) destinati alle varie utenze. Al momento della progettazione, un sistema di tubazioni richiede studi accurati, che, a partire dalla definizione del percorso all’interno dell’impianto di ogni tubo, risolvano tutte le difficoltà concernenti i collegamenti, la raccorderia, le saldature, la resistenza a forze di vario tipo, le spinte e le deformazioni, per arrivare fino alle prove di buon funzionamento (le prove idrauliche e di tenuta), verniciatura ed isolamento. Quindi, nell’ambito del piping, il progettista è il referente principale, dovendo conoscere tutte le problematiche inerenti i materiali che costituiscono le tubazioni, gli spazi minimi richiesti per eseguire l’installazione, quale sia la raccorderia più adatta allo scopo, come connettere qualunque tubazione all’apparecchio a valle e a quello a monte. Egli conosce e ha le necessarie abilità per risolvere gli inconvenienti dati dal peso, dalla temperatura e dalla pressione cui sono sottoposti i tubi. Le tubazioni, ognuna con una sua specifica funzione, dimensione e caratteristica di materiale, concorrono a formare un sistema complesso (appunto il piping), che consente il trasferimento di fluidi all’interno di un impianto. Nel settore chimico e petrolifero, il trasferimento si può verificare tra una fase e l’altra di lavorazione oppure dal materiale grezzo in ingresso all’impianto fino al prodotto finale. Oltre alle tubazioni rigide, esiste una vasta gamma di tubazioni flessibili, in materiali che vanno dalle varie mescole di gomma, al PTFE, al silicone. In termini generali tutti questi articoli hanno la caratteristica di potere lavorare con delle pressioni alte e delle temperature relativamente basse. Dovendo operare nel campo delle alte temperature, o per il trasferimento di gas dove è richiesta la tenuta ermetica, si impiegano i tubi metallici flessibili.
I raccordi
I raccordi hanno il compito di unire due o più tubi tra loro (o di chiudere un tubo), anche di diametri differenti. Progettati per pressioni nominali fino a 800 bar, sono disponibili in varie geometrie, tra cui diritti, a gomito (ad es. 45° e 90°), a T oppure a croce.
Esistono vari tipi di raccordi:
• raccordi maschi a perno, che consentono il collegamento tra un tubo metrico e una porta;
• raccordi regolabili per tubi consentono il collegamento di almeno un tubo metrico con un altro raccordo per tubo o porta e possono essere assemblati in ogni direzione;
• riduttori sono raccordi dritti impiegati per la riduzione da una dimensione della filettatura a un’altra o da una dimensione di un tubo metrico a un’altra;
• valvole di ritegno consentono il collegamento da tubo metrico a tubo metrico o da tubo a flessibile o porta. Le valvole di ritegno controllano il flusso in un circuito idraulico e si aprono a una pressione fissa definita. La pressione di apertura standard è di 1,0 bar. Le altre pressioni di apertura sono segnate sulla valvola per consentire una chiara identificazione della pressione di apertura.
L’anello tagliente è il sistema di collegamento più comune per i raccordi per tubi; in particolare, l’anello tagliente a doppio bordo e l’anello tagliente a doppio bordo con sigillatura morbida, costituiscono una soluzione potente e preziosa per la produzione in serie, che consente al cliente di utilizzare raccordi per tubi DIN e di ridurre il rischio di perdite.
La ruggine
In corrispondenza dei raccordi si possono avere perdite di carico consistenti, che devono essere considerate durante la progettazione. Questi componenti hanno anche una notevole criticità per quanto riguarda l’attacco chimico e la formazione di ruggine. La ruggine rossa è un composto spontaneo costituito da vari ossidi di ferro idrati e carbonati basici di ferro, di colore bruno-rossiccio. La ruggine origina un fenomeno di corrosione dei materiali ferrosi, laddove l’ossidazione del ferro (Fe) è favorita dalla presenza di ossigeno. La formula chimica della reazione che vede coinvolti Fe e H2O è la seguente: 2Fe + 3H2O -> Fe2O3 + 3H2. Il meccanismo di formazione della ruggine coinvolge reazioni chimiche con il biossido di carbonio, l’umidità, l’ossigeno dell’aria e l’anidride solforosa ed il processo avviene tanto più rapidamente quanto più la superficie è esposta all’aria e la superficie scabra oppure il manufatto sottoposto a sforzo meccanico. La consistenza con cui si presenta la ruggine è pulverulenta, incoerente e friabile oppure, se di antica data, compatta. I fenomeni di corrosione che si instaurano sono causa di danni notevoli alle strutture. Il comportamento del ferro, rispetto a questo fenomeno, è notevolmente diverso da quello di altri metalli, quali l’alluminio, il nichel, il cromo, lo stagno, che si passivano, cioè si ricoprono di uno strato di ossido protettivo. Dato che si formano principalmente ossidi di ferro, che si sfaldano e non aderiscono alla superficie, lo strato di ruggine si sgretola, scoprendo la parte sottostante composta da ferro, esposto continuamente al processo fino a quando non è consumato.
