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Appendice A. Struttura e proprietà del polietilene

A.1. Architettura delle molecole e cristallizzazione

Il polietilene è un polimero termoplastico semicristallino costituito da lun-ghe molecole (macromolecole) che possono essere di tipo lineare o ramificato(Fig. A.1).

La lunghezza complessiva delle macromolecole è proporzionale al pesomolecolare, definito come somma delle masse atomiche di tutti gli atomi chela costituiscono. In pratica, durante il processo di sintesi, si ottengono con-temporaneamente catene polimeriche di diverso peso molecolare.Convenzionalmente, il peso molecolare del polimero è il valore medio del-l’effettiva distribuzione dei pesi molecolari. I polietileni disponibili possonopresentare due tipi di distribuzione: monomodale e bimodale. La distribuzionemonomodale è caratterizzata da un solo picco in prossimità del valoremedio di peso molecolare, quella bimodale è solitamente caratterizzata dadue picchi distinti (Fig. A.2).

Fig. A.1. Rappresentazione schematica di una macromolecola lineare a) e di una ramifica-ta b)

a)

a b

154 A. Struttura e proprietà del polietilene

Fig. A.2. Esempio di distribuzione dei pesi molecolari di un PE monomodale (sopra) e diun PE bimodale (sotto) ottenute mediante analisi GPC in orto-diclorobenzene a 130°C

I polimeri semicristallini non possono formare cristalli singoli perfetti aven-ti un’organizzazione spaziale regolare. Per questo motivo la struttura chi-mico-fisica del PE è di tipo policristallino, cioè costituita da un numero moltoelevato di domini cristallini.

Tali domini si sviluppano durante il raffreddamento del polimero a par-tire da punti ben precisi all’interno della massa fusa del polimero (nuclei dicristallizzazione). Il processo di cristallizzazione prosegue poi con una fasedetta di accrescimento, in cui il cristallo si sviluppa in direzione radiale apartire dal nucleo originale, dando origine a corpi di forma sferica, dettisferuliti.

1,0

0,5

0,0

Log MW

d (w

t) /

d (L

og

M)

3,0 4,0 5,0

0,5

0,25

0,0

Log MW

d (w

t) /

d (L

og

M)

3,0 4,0 5,0 6,0

A.1. Architettura delle molecole e cristallizzazione 155

Dall’osservazione al microscopio degli sferuliti, si nota come essi siano costi-tuiti da fibrille disposte in direzione radiale. Queste a loro volta sono costi-tuite da numerosi cristalliti, costituiti da più catene macromolecolari ripie-gate su se stesse in modo regolare (chain folding) e disposte con la caratteri-stica conformazione detta a zig-zag planare.

I cristalliti sono legati fra loro da catene polimeriche (tie molecules) che siintrecciano tra loro formando veri e propri legami fisici (entanglements) e chepossono appartenere contemporaneamente a diversi cristalliti (Fig. A.3). Ledimensioni dei cristalliti sono molto ridotte (variabili tra 100 – 10000 Å).

Fig. A.3. Rappresentazione schematica delle tie-molecules

L’entità della cristallizzazione è caratterizzata dal grado di cristallinità, defi-nito come la frazione in volume di fase cristallina rispetto al volume totale.Il grado di cristallinità e la morfologia degli sferuliti (Fig. A.4) dipendonodall’architettura delle macromolecole, oltre che dalle condizioni di raffred-damento. Un polietilene con una macromolecola lineare (Fig. A.1), che pos-siede un’architettura molecolare molto regolare, sviluppa un grado di cri-stallinità più elevato rispetto al polietilene di tipo ramificato a parità di con-dizioni di raffreddamento. Come conseguenza, la temperatura di fusionedel PE può variare tra 120°C e 135°C.


Fig. A.4. Micrografia di una struttura sferulitica in luce polarizzata

La densità (massa per unità di volume) risulta direttamente correlata con ilgrado di cristallinità che, per un dato tipo di polietilene, dipende dalle con-dizioni di raffreddamento. La misura della densità viene perciò eseguita sulprodotto raffreddato seguendo un determinato ciclo di temperatura. Poichéla densità della zona cristallina è maggiore di quella della zona amorfa, piùalto è il grado di cristallinità, maggiore è la densità del polimero. La densitàè utilizzata come parametro di classificazione dei diversi tipi di polietilene,come mostrato in Tabella A.1.

Tabella A.1. Classificazione del PE in funzione della densità

PE Densità [kg/dm3] Grado di cristallinità [%]

HDPE 0,940 – 0,965 60 – 80MDPE 0,930 – 0,940 50 – 60LDPE 0,915 – 0,930 35 – 50

Tale classificazione non è di interesse per gli scopi del presente Manuale enon verrà quindi ulteriormente approfondita.

A.2. Correlazioni proprietà-struttura

Le proprietà fisiche e meccaniche del polietilene dipendono principalmentedalle seguenti caratteristiche strutturali:

A.3. Viscoelasticità ed effetto della temperatura 157

• peso molecolare: elevati pesi molecolari danno luogo ad un maggiorenumero di legami fisici (entanglements) e di tie molecules, offrendo unamaggiore coesione tra i diversi cristalliti. Un aumento del peso molecola-re migliora la resistenza a trazione, l’allungamento a rottura e la resi-stenza agli urti. Esso provoca anche un aumento della viscosità del poli-mero, influenzandone quindi la processabilità;

• grado di cristallinità: un elevato grado di cristallinità aumenta la soglia disnervamento ed il modulo elastico a breve e lungo termine. Migliora, inol-tre, la resistenza agli agenti chimici, grazie alla maggiore compattezza estabilità della fase cristallina;

• distribuzione dei pesi molecolari: a parità di tipo di molecola, una ridu-zione della distribuzione dei pesi molecolari favorisce il raggiungimentodi un maggiore grado di cristallinità, ma ne complica la processabilità.

Il PE con struttura bimodale, caratterizzato essenzialmente da una frazionedi molecole a basso peso molecolare e da una ad alto peso molecolare distin-te tra loro, presenta un bilanciamento delle proprietà offerte dalla fase cri-stallina (modulo di elasticità e resistenza allo snervamento) e dalla faseamorfa ad alto peso molecolare (resistenza alla propagazione lenta dellafrattura).

A.3. Viscoelasticità ed effetto della temperatura

Il comportamento meccanico del polietilene è intrinsecamente diverso daquello della maggior parte degli altri materiali da costruzione. Oltre ad unacaratteristica risposta elastica istantanea, infatti il PE presenta anche uncomportamento viscoso dovuto alla sua natura polimerica che provoca unarisposta elastica “ritardata” detta viscoelastica. Il risultato è una caratteristicadipendenza dal tempo della risposta meccanica del materiale. Applicando adesempio uno sforzo σa costante nel tempo (creep), come indicato in Fig. A.5,si osserva che:

• all’istante di applicazione del carico il materiale si deforma istantanea-mente di un valore εe;

• la deformazione aumenta gradualmente nel tempo per effetto del com-portamento viscoelastico (εve);

• per sforzi molto elevati e/o per tempi molto lunghi, è anche possibileosservare una deformazione irreversibile associata allo snervamento delmateriale per scorrimento plastico (εv).

Se all’istante t1 la sollecitazione viene rimossa, la deformazione εe è recupe-rata istantaneamente mentre la deformazione εve è recuperata gradualmen-te nel tempo. La deformazione εv non è recuperabile.


Fig. A.5. Comportamento a creep del polietilene

I diversi contributi alla deformazione totale sono associati a diversi tipi dicomportamento:

• la deformazione εe è legata alle deformazioni elastiche degli angoli edelle lunghezze di legame delle molecole. La componente elastica è pre-dominante se il materiale è sollecitato per brevi periodi. Ciò implica chele condotte realizzate in PE hanno, in prima approssimazione, una rispo-sta meccanica elastica per carichi applicati rapidamente, come ad esem-pio i colpi d’ariete (paragrafo 4.2.1.1) o i sovraccarichi dinamici prodottidal traffico stradale (paragrafo 4.2.2.2);

• la deformazione εve è legata al movimento relativo di porzioni di catenapolimerica appartenenti alla parte amorfa. Il processo richiede tempirelativamente lunghi a causa degli elevati attriti tra le macromolecole. Ladeformazione è poi recuperata dal materiale al cessare dell’applicazionedel carico, ma non istantaneamente. Il tempo di recupero è in primaapprossimazione direttamente proporzionale al tempo per il quale la sol-lecitazione è stata applicata. La componente viscoelastica ha un’impor-tanza significativa se il materiale è sollecitato continuativamente per lun-ghi periodi;

• la deformazione εv è legata allo spostamento relativo delle catene polime-riche; il processo richiede tempi lunghi o carichi molto elevati. La defor-mazione che ne risulta è di tipo permanente (deformazione plastica).

Il comportamento viscoelastico può manifestarsi anche per sollecitazionidiverse. Ad esempio, nel caso in cui al materiale sia applicata una deforma-zione costante, si osserva che la forza di reazione diminuisce nel tempo finoa raggiungere valori anche molto più bassi di quelli iniziali (rilassamento).Questo effetto offre notevoli vantaggi in termini di sicurezza dell’installa-zione: ad esempio, gli sforzi indotti sul tubo a causa di variazione della cur-vatura o a causa della deformazione di ovalizzazione indotta dai carichi pre-menti vengono rilassati nel tempo.

σ

ε

εve + εv

Tempo

εe

εe

εve

εv0 t1

A.3. Viscoelasticità ed effetto della temperatura 159

L’effetto della temperatura sul comportamento meccanico del materiale èprincipalmente quello di modificare la velocità con la quale si manifestano ifenomeni viscoelastici e viscosi. Poiché un incremento di temperatura aumen-ta la mobilità molecolare, l’effetto osservato è quello di una accelerazione deifenomeni viscoelastici a parità di tempo di osservazione. L’effetto opposto simanifesta quando la temperatura diminuisce.

Anche il comportamento del materiale osservato in semplici prove di tra-zione monoassiale, come quelle specificate dalle norme per il controllo dellaqualità del processo di trasformazione, dipende dalle condizioni di prova. Siosserva di solito un aumento dei valori di modulo di elasticità e di sforzo disnervamento all’aumentare della velocità di deformazione imposta, chedeve pertanto essere scelta in modo tale da simulare le reali condizioni diinteresse. In una tipica curva di carico, ottenuta a velocità relativamente ele-vata (Fig. A.6), è possibile individuare quattro differenti zone che corrispon-dono a diversi tipi di comportamento:

• a piccole deformazioni il comportamento è in prima approssimazioneelastico;

• per deformazioni oltre il 9-10% si manifesta lo snervamento del materialecon formazione di una strizione (necking) in una sezione del provino. Ledeformazioni imposte sono, da questo momento, quasi completamenteirreversibili;

• la strizione propaga per tutta la lunghezza del provino e nel materiale siverifica un’orientazione (cold drawing) delle catene molecolari in direzionedi applicazione del carico;

• l’elevata orientazione provoca un incremento della resistenza meccanicanella direzione di applicazione del carico (strain hardening) che provocadi conseguenza un aumento della forza necessaria per incrementare ladeformazione del provino sino alla rottura.

Fig. A.6. Rappresentazione schematica di una curva di carico per il polietilene

Deformazione

Ca

rico

snervamento

comportamentopseudo-elastico

stiro con orientazionedelle molecole

rottura


A.4. Comportamento a lungo termine di tubi in pressione

Le tubazioni in materiale polimerico, se progettate ed utilizzate secondo lanormativa vigente, presentano ad una determinata sollecitazione estrapola-ta secondo la norma EN ISO 9080: 2003 una vita utile di esercizio di almeno50 anni. La norma prevede l’esecuzione di prove accelerate a pressioni etemperature più elevate di quelle in esercizio, allo scopo di verificare lemodalità di rottura del materiale a lungo termine.

I tubi sottoposti a prove di pressurizzazione possono presentare due tipidi rotture (duttile e fragile) al variare della sollecitazione applicata e dellatemperatura di esercizio. A parità di temperatura si osservano di solito rot-ture duttili per sforzi elevati e rotture fragili per bassi sforzi applicati e tempilunghi (Fig. 2.1).

Le rotture duttili sono caratterizzate da grandi deformazioni delle paretidel tubo, con comparsa della tipica deformazione a bolla nell’intorno dellazona di cedimento. Il tempo necessario affinché si manifesti questo tipo difrattura dipende principalmente dall’entità della sollecitazione applicata. Ilprocesso è controllato dai fenomeni di creep e di snervamento per scorri-mento plastico che avvengono nella parete del tubo: maggiore è la densità(cristallinità), minore è l’entità dei fenomeni di creep e maggiore risulta esse-re la resistenza a snervamento.

Le rotture fragili provocano cricche orientate in direzione assiale e nonconducono ad una deformazione plastica dalla parete del tubo. Questo mec-canismo è detto propagazione lenta della frattura (SCG) chiamato anche stresscracking. Su base molecolare, tali rotture sono il risultato dello sgrovigliamen-to (disentanglement) delle molecole che collegano fra loro le lamelle cristalli-ne (tie molecules). Più alto è il numero di queste molecole migliore è il com-portamento allo stress cracking. Un secondo elemento che influenza questaresistenza è dato dalla presenza di ramificazioni laterali corte, che, aumen-tando le interazioni fisiche fra le molecole, rallentano il processo di sgrovi-gliamento.

Al fine di determinare il massimo sforzo ammissibile al quale un tubo dipolietilene può essere sottoposto per tempi lunghi senza dare luogo a rottu-ra, si utilizza un metodo standard di estrapolazione (SEM) dalle curve diregressione secondo la procedura descritta dalla norma EN ISO 9080: 2003.

A.4.1. Metodo SEM

Il metodo SEM (Standard Elaboration Method) è un metodo statistico norma-lizzato (EN ISO 9080: 2003) usato per la previsione del comportamento alungo termine di un materiale attraverso una regressione lineare con unnumero minimo di dati sperimentali.

A.4. Comportamento a lungo termine di tubi in pressione 161

Esso permette di definire i seguenti valori:

• σLTHS (Long Term Hydrostatic Strength): valore medio di resistenza delmateriale estrapolato, con il metodo SEM, a 50 anni e a 20°C;

• σLPL (Lower Prediction Limit)1: valore minimo della resistenza del mate-riale, statisticamente validato, con un livello di confidenza del 97,5%;

• MRS (Minimum Required Strength): classificazione dei materiali basatasulla resistenza minima richiesta, come indicato in Tabella 2.2 (UNI ENISO 12162: 1997);

• ke (Extrapolation Time Factor): fattore utilizzato per estrapolare la duratamassima ammissibile per le particolari condizioni di esercizio assegnate.

Il metodo è basato sulla generazione sperimentale di dati: per ogni tempe-ratura di prova (due o preferibilmente tre) devono essere generate almeno30 rotture a diverse pressioni distribuite su tre decadi di tempo con almenoquattro rotture sopra le 7000 ore ed una rottura sopra le 9000 ore (> 1 anno).Le rotture che avvengono a tempi inferiori a 10 ore non sono statisticamen-te valide. Le prove sono generalmente eseguite su tubi di piccolo diametro,compreso fra 25 e 63 mm, immersi in un bagno d’acqua a temperatura con-trollata e posti in pressione con acqua. Se nella curva di regressione ottenu-ta è presente una variazione di pendenza, detta ginocchio, è necessariodisporre di un numero di dati statisticamente valido per entrambe le por-zioni della curva, affinché si possa procedere ad un’analisi separata dei duetratti. Generalmente una curva di regressione è composta da un centinaio dipunti sperimentali.

Il metodo SEM prevede l’interpolazione quadratica dei dati di tempo t,temperatura T e sforzo s ottenuti per ogni tipologia di rottura in accordo conl’equazione2:

in cui c1 , c2 , c3 e c4 sono parametri del modello.

L’elaborazione dei dati viene effettuata con un apposito programma di calco-lo per il rilevamento del ginocchio. Esso si basa sulla verifica, tramite itera-zioni, dell’appartenenza di ogni punto successivo alla curva calcolata sino aquel punto. Se questa ipotesi non è statisticamente confermata, il programmadefinisce un punto di ginocchio (tempo, sforzo), a partire dal quale è calcola-

log t ccT

c log clog

T( ) = + + ⋅ ( ) + ⋅ ( )

12

3 4σσ

1 Nella norma ISO/TR 9080: 1992 era denominato sLCL (Lower Confidence Limit).2 Nella norma EN ISO 9080: 2003 sono riportate anche le equazioni per i modelli a 3 e 2 parametri.


ta una nuova regressione con nuovi coefficienti. Questo metodo di elabora-zione è particolarmente utile quando è difficile definire chiaramente se lamodalità di rottura sul tubo appartenga al comportamento duttile o fragile.

Poiché i punti sperimentali non si trovano perfettamente allineati sullaretta di interpolazione è necessario definirne la dispersione (deviazione stan-dard). Il valore di sLPL è calcolato sottraendo il doppio del valore di devia-zione standard dal valore di sLTHS ottenuto dall’estrapolazione dei dati spe-rimentali. Ciò fornisce un intervallo di confidenza del valore di sLPL pari al97,5% in accordo con una distribuzione di tipo T di Student.

Se vengono rilevati due tipologie di rotture (ad esempio se si osserva unarottura fragile a 80°C), la norma prescrive come estrapolare la posizione delginocchio sulla curva alla temperatura di utilizzo.

Il valore di MRS (Minimum Required Strength) di un dato materiale èassegnato in base a intervalli del valore di sLPL estrapolato a 50 anni a 20°Cdefiniti secondo il metodo UNI EN ISO 12162: 1997 basato sulla serie diRenard.

A.4.2. Limite di estrapolazione temporale (extrapolation time factor) delmetodo SEM

Come precedentemente illustrato, per accelerare i fenomeni di rottura, leprove sono eseguite ad alta temperatura. Maggiore è la differenza DT fra latemperatura alla quale sono stati eseguiti i test e la temperatura di eserciziodella tubazione, maggiore è il fattore di estrapolazione del comportamento delmateriale nel tempo ke. Tale fattore può essere determinato in base all’equa-zione di Arrhenius:

in cui T e T0 sono rispettivamente la temperatura di esecuzione della provae la temperatura di riferimento per l’estrapolazione della resistenza a lungotermine, E è l’energia di attivazione (110 kJ/mol per il PE) e R è una costan-te universale (8,31 J/mol⋅K). Si ricorda che la norma di riferimento utilizzavalori più conservativi del fattore di estrapolazione ke, garantendo cosìmaggiore sicurezza sulla predizione della resistenza del materiale a tempilunghi.

In Tabella A.2 sono riportati i valori di ke per le poliolefine, in accordo conla norma EN ISO 9080: 2003.

k ee T

E T TR T T

( )

⋅ −⋅ ⋅

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

=( )0

0

A.5. Resistenza alla frattura per propagazione rapida 163

Tabella A.2. Fattori di estrapolazione al variare della differenza di temperatura

∆T [°C] Fattore di estrapolazione ke

10 - 14 2,515 - 19 420 - 24 625 - 29 1230 - 34 1835 - 39 3040 - 49 50 ≥ 50 100

La durata del materiale può essere estrapolata per un tempo massimo:

dove tmax è la media dei cinque valori maggiori del tempo di rottura regi-strati ad una certa temperatura. Conducendo almeno cinque prove a 80°Ccon tempi di rottura superiori a 10000 ore, è possibile estrapolare il valore diresistenza del materiale a 20°C (ke = 100) a 1000000 ore, pari a più di 100 anni.

A.5. Resistenza alla frattura per propagazione rapida

La misura della resistenza alla frattura per propagazione rapida (RCP) preve-de la determinazione della pressione critica in grado di provocare lo scoppio diuna tubazione pressurizzata con aria per effetto di un urto esterno. In acque-dottistica questa misura è necessaria per comprovare l’utilizzabilità del mate-riale per tubi di spessore ≥ 32 mm. Le principali metodologie di prova sono:

• Full Scale test (UNI EN ISO 13478: 1999): prevede la realizzazione di unoscoppio intenzionale su tubazioni di diametro pari a 500 mm e di lunghezzasuperiore a 16 m. Questa è la prova di riferimento in caso di contestazione, tut-tavia è poco utilizzata visto il suo costo elevato e la difficoltà di realizzazione;

• Small Scale Steady State (S4) test (ISO 13477: 1997): questa prova vienecondotta in laboratorio su tubi di diametro pari a 250 mm con SDR 11. Unpeso a coltello è lasciato cadere sull’estremità di un tubo di lunghezza asse-gnata (pari a 7 volte il diametro) soggetto a pressione interna e a tempera-tura costanti, in modo da provocare una rottura rapida in direzione assiale.Il contenimento della caduta di pressione interna durante la propagazionedella frattura è ottenuto tramite l’inserimento di setti di separazione internie con l’uso di una gabbia di contenimento esterna (Fig. A.7). Le prove sonocondotte a 0°C con pressioni crescenti. La pressione critica Pc,S4 è la pres-sione per cui la lunghezza della frattura dovuta allo scoppio risulta mag-giore di 4,7 volte il diametro nominale esterno (Fig. A.8).

t k te e max= ⋅


Fig. A.7. Configurazione di prova utilizzata per il test S4

Fig. A8. Rappresentazione schematica dei risultati di prove S4 condotte a 0°C

Sulla base di correlazioni sperimentali è stato possibile determinare unarelazione tra la pressione critica misurata nella prova Full Scale e la pressio-ne effettiva al di sotto della quale il tubo non è soggetto a propagazione rapi-da della frattura nella prova S4. Rispetto al PE80, il PE100 mostra un note-vole incremento del valore di RCP misurato con la prova S4. Tale valore,maggiore o uguale a 10 bar (0°C ISO 13477: 1997), abilita il materiale all’im-piego fino a 25 bar di pressione interna.

Pressione interna

Lun

gh

ezza

del

la fr

attu

ra

Appendice B. Disponibilità di tubi e raccordi

B.1. Tubi

In accordo con la premessa nazionale della norma UNI EN 12201: 2004, peril trasporto di acqua potabile in pressione, in Italia sono disponibili tubi rea-lizzati in PE80 e PE100 prodotti in barre e rotoli e aventi dimensioni specifi-cate nelle Tabelle B.1 e B.2.

Tabella B.1. SDR disponibili sul mercato italiano

PE80

PE100 SDR 26PN 6dn ≥ 160 mmRotoli esclusiBarre incluse

SDR 17PN 8dn ≥ 50 mmRotoli: 50≤dn≤75Barre incluse


SDR 11PN 12,5dn ≥ 20 mmRotoli: 20≤dn≤110Barre incluse


SDR 7,4PN 25dn ≥ 20 mmRotoli: 20≤dn≤110Barre incluse

166 B. Disponibilità di tubi e raccordi

Tabella B.2. Spessori di parete per i tubi (le dimensioni sono espresse in [mm])

Diametro nominale SDR 7,4 SDR 11 SDR 17 SDR 26esternodn emin emax emin emax emin emax emin emax

16 2,3 2,7 --- --- --- --- --- ---20 3,0 3,4 2,0 2,3 --- --- --- ---25 3,5 4,0 2,3 2,7 --- --- --- ---32 4,4 5,0 3,0 3,4 2,0 2,3 --- ---

40 5,5 6,2 3,7 4,2 2,4 2,8 --- ---50 6,9 7,7 4,6 5,2 3,0 3,4 2,0 2,363 8,6 9,6 5,8 6,5 3,8 4,3 2,5 2,975 10,3 11,5 6,8 7,6 4,5 5,1 2,9 3,3

90 12,3 13,7 8,2 9,2 5,4 6,1 3,5 4,0110 15,1 16,8 10,0 11,1 6,6 7,4 4,2 4,8125 17,1 19,0 11,4 12,7 7,4 8,3 4,8 5,4140 19,2 21,3 12,7 14,1 8,3 9,3 5,4 6,1

160 21,9 24,2 14,6 16,2 9,5 10,6 6,2 7,0180 24,6 27,2 16,4 18,2 10,7 11,9 6,9 7,7200 27,4 30,3 18,2 20,2 11,9 13,2 7,7 8,6225 30,8 34,0 20,5 22,7 13,4 14,9 8,6 9,6

250 34,2 37,8 22,7 25,1 14,8 16,4 9,6 10,7280 38,3 42,3 25,4 28,1 16,6 18,4 10,7 11,9315 43,1 47,6 28,6 31,6 18,7 20,7 12,1 13,5355 48,5 53,5 32,2 35,6 21,1 23,4 13,6 15,1

400 54,7 60,3 36,3 40,1 23,7 26,2 15,3 17,0450 61,5 67,8 40,9 45,1 26,7 29,5 17,2 19,1500 --- --- 45,4 50,1 29,7 32,8 19,1 21,2560 --- --- 50,8 56,0 33,2 36,7 21,4 23,7

630 --- --- 57,2 63,1 37,4 41,3 24,1 26,7710 --- --- --- --- 42,1 46,5 27,2 30,1800 --- --- --- --- 47,4 52,3 30,6 33,8900 --- --- --- --- 53,3 58,8 34,4 38,3

1000 --- --- --- --- 59,3 65,4 38,2 42,21200 --- --- --- --- --- --- 45,9 50,61400 --- --- --- --- --- --- 53,5 59,01600 --- --- --- --- --- --- 61,2 67,5

* i valori calcolati sono arrotondati al più vicino valore di 2,0, 2,3 o 3,0

**

*

* *

B.2. Raccordi 167

B.2. Raccordi

La disponibilità dei raccordi è riportata in Tabella B.3.

Tabella B.3. Raccordi disponibili

• • •


• • •

• • •

B.2. Raccordi 169

• • •

• • •


• • •

• • •

B.2. Raccordi 171

• • •

• • •


• • •

Appendice C. La norma UNI EN 12201

La UNI EN 12201: 2004 dal titolo: “Sistemi di tubazioni di materia plasticaper la distribuzione dell’acqua – Polietilene (PE)” è la norma di riferimentoper i sistemi di tubazioni in PE per la distribuzione dell’acqua in pressione.La norma è divisa in 7 parti così identificate:

parte 1. Generalitàparte 2. Tubiparte 3. Raccordiparte 4. Valvole (UNI EN 12201-4: 2002)parte 5. Idoneità all’impiego del sistemaparte 7. Guida per la valutazione della conformità (UNI CEN/TS 12201-7: 2004)

La norma specifica le caratteristiche fisiche e chimiche del PE (materiaprima) e le caratteristiche geometriche, meccaniche, fisiche e chimiche deitubi, dei raccordi, delle valvole e dei sistemi di tubazioni ed i parametri peri metodi di prova.

È riportato di seguito un estratto dei requisiti previsti dalla norma per lamateria prima (paragrafo C.1), per i tubi (paragrafo C.2) e per i raccordi(paragrafo C.3).

C.1. Requisiti della materia prima

La materia prima deve soddisfare i requisiti previsti nella norma UNI EN12201-1: 2004. Per ogni requisito citato dalla norma si fornisce un breve com-mento sul significato della prova, riportato in Tabella C.1 e Tabella C.2.Organismi accreditati certificano la conformità del prodotto alla norma, con-dizione indispensabile per una totale affidabilità dei prodotti.

Per maggiori dettagli si rimanda in ogni caso alla lettura della norma.

174 C. La norma UNI EN 12201

Tabella C.1. Alcune caratteristiche della materia prima in forma di granulo

Caratteristica Requisito

Massa volumica ≥ 0,930 kg/dm3

(densità) delcompoundISO 1183: 1987

Contenuto di 2 – 2,5% in massanero fumoISO 6964: 1986

Dispersione del nero ≤ 3fumo o dei pigmentiISO 18553: 2002

Dimensione delle 10 – 25 nm particelle di nero fumo

Sostanze volatili ≤ 350 mg/kgUNI EN 12099: 1998

Contenuto d’acqua ≤ 300 mg/kgo d’umiditàUNI EN 12118: 1999

Tempo di induzione ≥ 20 minutiall’ossidazione (OIT) a 200°CUNI EN 728: 1998

Indice di fluidità 0,2 – 1,4 g/10 in massa (MFR) minuti UNI EN ISO 1133: 2001 a 190°C e 5 kgcondizione T(PE80, PE100)

Commenti

La massa volumica (densità) è direttamenteproporzionale alla cristallinità del PE. Il valoredi densità è misurato sul compound, puòessere quindi influenzato dalla presenza dinero fumo o pigmenti.

La prova consente di determinare la quantitàdi nero fumo presente nel materiale.

Una buona dispersione/ripartizione del nerofumo o dei pigmenti assicura una protezioneuniforme del polimero dalle radiazioni UV.

La dimensione delle particelle non deve rag-giungere valori tali da provocare potenzialipunti di innesco della frattura per propaga-zione lenta e da pregiudicarne una buonaripartizione.

Valori superiori a 350 mg/kg di sostanze vola-tili richiedono la verifica del contenuto d’ac-qua.

Un contenuto d’acqua inferiore a 300 mg/kgpreviene la formazione di microbolle nellaparete del manufatto.

La prova consente di determinare la presen-za e l’efficacia degli antiossidanti contenutinel compound. Valori elevati di OIT assicura-no un’adeguata protezione del materiale daifenomeni termo-ossidativi che possono veri-ficarsi durante il processo di trasformazione.

La prova fornisce valori che sono inversa-mente correlati alla viscosità del materialeallo stato fuso.

C.2. Requisiti dei tubi 175

Tabella C.2. Alcune caratteristiche della materia prima in forma di tubo

Caratteristica Requisito

Classificazione e MRS = 8 per designazione del il PE80;materiale (MRS) MRS = 10 perEN ISO 9080: 2003 il PE100

Resistenza alla Non si deve propagazione lenta manifestare alcuna della frattura (SCG) rottura dopo un su tubi di dn = minimo di 165 ore 110 mm o 125 mm a 80°Ce SDR =11

UNI EN ISO 13479: 1999

Resistenza alla Arresto della propagazione rapida frattura della frattura (RCP)

ISO 13477: 1997(S4 test)

UNI EN ISO 13478: 1999(FST)

Effetto sulla qualità dell’acqua

C.2. Requisiti dei tubi

I tubi devono soddisfare i seguenti requisiti:

• la materia prima utilizzata (compound) deve essere conforme alla normaUNI EN 12201-1: 2004;

• siano rispettati gli standard dimensionali riportati in Tabella C.3 e inAppendice B;

• siano rispettati i requisiti previsti nella norma UNI EN 12201-2: 2004. Leprincipali caratteristiche richieste sono riportate in Tabella C.4.

Commenti

Il materiale è classificato in funzione dellaresistenza meccanica a lungo termine (a 50anni a 20°C) valutata con prove di resistenzaalla pressione interna su tubi.

Questa prova misura la resistenza del mate-riale alla fessurazione provocata da intagliprodotti artificialmente e pari al 20% dellospessore (capitolo 2).

La prova fornisce indicazioni sulla capacitàdel materiale di opporsi all’avanzamentorapido della frattura (capitolo 2). La provapuò essere effettuata su tubi pressurizzaticon le modalità S4 (small scale steady state) eFST (full scale test).La determinazione della resistenza RCP èrichiesta soltanto per tubazioni con spessoredi parete en maggiore o uguale a 32 mm.

Deve essere verificata la conformità allalegislazione nazionale esistente (DM 174 del6 aprile 2004).


Tabella C.3. Requisiti dimensionali per i tubi

Diametro nominale esterno Diametro esterno medio Ovalizzazione maxdn [mm] dem [mm] [mm]

Min Max

16 16,0 16,3 1,2 20 20,0 20,3 1,2 25 25,0 25,3 1,2 32 32,0 32,3 1,3 40 40,0 40,4 1,4 50 50,0 50,4 1,4 63 63,0 63,4 1,5 75 75,0 75,5 1,6 90 90,0 90,6 1,8

110 110,0 110,7 2,2 125 125,0 125,8 2,5 140 140,0 140,9 2,8 160 160,0 161,0 3,2 180 180,0 181,1 3,6 200 200,0 201,2 4,0 225 225,0 226,4 4,5 250 250,0 251,5 5,0 280 280,0 281,7 9,8 315 315,0 316,9 11,1 355 355,0 357,2 12,5 400 400,0 402,4 14,0 450 450,0 452,7 15,6 500 500,0 503,0 17,5 560 560,0 563,4 19,6 630 630,0 633,8 22,1 710 710,0 716,4 -* 800 800,0 807,2 -* 900 900,0 908,1 -*

1000 1000,0 1009,0 -* 1200 1200,0 1210,8 -* 1400 1400,0 1412,6 -* 1600 1600,0 1614,4 -*

* la massima ovalizzazione ammissibile deve essere concordata tra acquirente e fornitore

C.2. Requisiti dei tubi 177

Tabella C.4. Principali caratteristiche meccaniche e fisiche dei tubi

Prova Requisito

Resistenza alla Non si deve pressione interna verificare alcuna UNI EN 921: 1995 rottura nelle

condizioni di prova

Resistenza a trazione Allungamento UNI EN ISO 6259-1: 2002 a rottura:

≥ 350%

Indice di fluidità Variazioni di ± 20% (MFR) rispetto al compoundUNI EN ISO 1133: 2001 prima della

trasformazione

Tempo di induzione Tempo di all’ossidazione (OIT) resistenza

all’ossidazione in UNI EN 728: 1998 atmosfera di

ossigeno a 200°C≥ 20 min

Effetto sulla qualità dell’acqua

Commenti

Le prove di resistenza alla pressione internaconsentono di determinare la capacità delmanufatto di resistere alle condizioni di eser-cizio mediante prove accelerate condotte apressione e/o temperatura elevate. La normastabilisce tre condizioni di prova:- resistenza a creep: le prove sono condottead una temperatura di 20°C per un periodoalmeno di 100 ore applicando uno sforzo cir-conferenziale σ0 di 12,4 MPa per il PE100 e10,0 MPa per il PE80;- resistenza alla propagazione lenta della frat-tura: le prove sono condotte ad una tempera-tura di 80°C per un periodo almeno di 165 oreapplicando uno sforzo circonferenziale σ0 di5,4 MPa per il PE100 e 4,5 MPa per il PE80. Nelcaso si presentassero rotture di tipo duttile laprova deve essere ripetuta a pressioni inferiorie tempi più lunghi come indicato dalla norma.Ulteriori prove sono condotte ad una tempera-tura di 80°C per un periodo almeno di 1000 oreapplicando uno sforzo circonferenziale σ0 di5,0 MPa per il PE100 e 4,0 MPa per il PE80.

La prova viene condotta su provini ricavatidirettamente dal tubo e prevede la determi-nazione della deformazione a rottura chedeve essere superiore al valore minimo.

Fornisce indicazioni su possibili effetti didegradazione del materiale indotti dal pro-cesso di trasformazione.

È necessario eseguire la prova su un campio-ne ricavato dalla superficie interna del manu-fatto poiché si tratta della zona maggior-mente soggetta a fenomeni di degradazionetermica durante la trasformazione. Un valoreelevato di OIT è indicativo di una buona tra-sformazione del materiale.

Deve essere verificata la conformità allalegislazione nazionale esistente (DM 174 del6 aprile 2004).


C.3. Requisiti dei raccordi

I raccordi devono essere conformi alla norma UNI EN 12201-3: 2004. In par-ticolare occorre che:

• la materia prima utilizzata (compound) sia conforme alla normaUNI EN 12201-1: 2004;

• siano rispettati gli standard dimensionali;• siano rispettati i requisiti previsti nella norma UNI EN 12201-3: 2004.

Alcuni di questi sono riportati in Tabella C.6.

In Tabella C.5 sono riportate alcune dimensioni dei manicotti per saldaturaa elettrofusione. Si definisce:

• D1 = diametro interno medio del manicotto nella zona di fusione;• L1 = lunghezza della zona di penetrazione del tubo nel manicotto;• L2 = lunghezza della zona soggetta a fusione, ovvero della zona con resi-

stenza elettrica.

C.3. Requisiti dei raccordi 179

Tabella C.5. Dimensioni standard in [mm] dei manicotti elettrosaldabili

Diametro D1 L1 L2 Ovalizzaz.nominaleesterno dn min max min* min** max min max

20 20,0 20,3 20 25 41 10 0,3 25 25,0 25,3 20 25 41 10 0,4 32 32,0 32,3 20 25 44 10 0,5 40 40,0 40,4 20 25 49 10 0,6 50 50,0 50,4 20 28 55 10 0,8 63 63,0 63,4 23 31 63 11 0,9 75 75,0 75,5 25 35 70 12 1,2 90 90,0 90,6 28 40 79 13 1,4

110 110,0 110,7 32 53 82 15 1,7 125 125,0 125,8 35 58 87 16 1,9 140 140,0 140,9 38 62 92 18 2,1 160 160,0 161,0 42 68 98 20 2,4 180 180,0 181,1 46 74 105 21 2,7 200 200,0 201,2 50 80 112 23 3,0 225 225,0 226,4 55 88 120 26 3,4 250 250,0 251,5 73 95 129 33 3,8 280 280,0 281,7 81 104 139 35 4,2 315 315,0 361,9 89 115 150 39 4,8 355 355,0 357,2 99 127 164 42 5,4 400 400,0 402,4 110 140 179 47 6,0 450 450,0 452,7 122 155 195 51 6,8 500 500,0 503,0 135 170 212 56 7,5 560 560,0 563,4 147 180 235 61 8,4 630 630,0 633,8 161 209 255 67 9,5

* per giunti in cui l’energia fornita è controllata attraverso l’intensità di corrente** per giunti in cui l’energia fornita è controllata attraverso la tensione di corrente


Tabella C.6. Alcuni requisiti specifici per raccordi

Prova Requisito

Resistenza alla Superficie coesione per raccordi caratterizzata ad elettrofusione da frattura fragile

< 33%ISO 13954: 1997ISO 13955: 1997

Resistenza alla Superficie coesione per raccordi caratterizzata a sella elettrofusi da frattura fragile

< 25%ISO/DIS 13956: 1996

Resistenza alla Superficie trazione per raccordi caratterizzata con fusione da frattura testa a testa completamente

duttileISO 13953: 2001

Resistenza all’urto Non si deve di raccordi a T manifestare alcuna (collari e selle) rottura o perditaelettrosaldabili

UNI EN 1716: 1998

Commenti

La prova si effettua applicando una forza ditrazione parallela all’asse del tubo medianteun opportuno sistema di afferraggi, sino alcompleto distacco del manicotto dallo spez-zone di tubo. La superficie di rottura devemostrare una morfologia di tipo fragile peruna porzione inferiore al 33%.

Questa prova è condotta come la preceden-te, ma in questo caso la superficie di rotturadeve mostrare una morfologia fragile peruna porzione inferiore al 25%.

È una prova di trazione condotta su proviniricavati dalla parete del tubo in corrisponden-za della zona di saldatura. La morfologia difrattura deve essere completamente duttile.

La prova d’urto avviene per caduta di un per-cussore di massa pari a 2,5 kg da un’altezza di2 m (energia d’impatto pari a 50 J), con pro-vino condizionato alla temperatura di 0°C.

Appendice D. Norme e certificazioni

D.1. Differenze tra decreto, circolare, norma e certificazione

Il sistema normativo italiano è costituito da un insieme di leggi, norme eprescrizioni che forniscono, per usi comuni e ripetuti, regole, linee guida ocaratteristiche relative a determinate attività o ai loro risultati, al fine di otte-nere il miglior ordine in un determinato contesto.

È possibile in generale suddividere il sistema normativo in (Fig. D.1):

• norme cogenti (regole tecniche) emanate dall’Unione Europea, Stato cen-trale, enti regionali, enti provinciali, enti comunali, ecc.;

• norme volontarie.

Fig. D.1. Sistema normativo italiano

Sistema normativo italiano

Volontario Cogente

DecretoMinisteriale

dei LavoriPubblici del

12 dicembre1985

Decreto n.174del

6 aprile 2004Prodotto

Norme disistema

Circolare n. 27291 del

Ministero deiLavori Pubblicidel 20 marzo

1986

Metodidi analisi

Normedi prodotto

UNI EN 12201:2004

Serie ISO 9000e ISO 14000

182 D. Norme e certificazioni

Le norme cogenti (regole tecniche), come il Decreto Ministeriale dei LavoriPubblici del 12 dicembre 1985 o la Circolare n. 27291 del Ministero dei LavoriPubblici del 20 marzo 1986, sono prescrizioni che devono essere osservateobbligatoriamente, pena sanzioni amministrative o penali. Le diverse leggie le norme cogenti (Legge costituzionale, Legge ordinaria, Decreto legislati-vo o Decreto legge, Regolamento) si differenziano per forma o iter di ema-nazione e per organo di provenienza. Le leggi sono norme giuridiche ema-nate dagli organi preposti al potere legislativo1 (Parlamento, ConsigliRegionali, ecc.).

Le norme volontarie sono tutte quelle norme di impiego non obbligatorio ilcui scopo solitamente è quello di creare un valore aggiunto definendo ilmeglio dello “stato dell’arte” al momento della stesura. Può accadere chenorme volontarie diventino obbligatorie di fatto per richieste di capitolato.Le norme volontarie sono emanate da Organismi di normazione riconosciu-ti a livello nazionale e internazionale. In Fig. D.2 sono presentate le relazio-ni esistenti tra gli enti di normazione ed accreditamento italiani (SistemaQualità Italia) e quelli europei ed internazionali. Le norme appartenenti aquesta classe sono riportate in Tabella D.1. In Tabella D.2 sono infine ripor-tate le definizioni dei principali documenti appartenenti al sistema normati-vo italiano.

1 Scala delle fonti del diritto. Elenca le diverse tipologie di norme cogenti per “importanza”:Costituzione, Leggi ordinarie dello Stato italiano e Norme della Comunità Europea, LeggiRegionali, Regolamento, Usi e Consuetudini (da “Manuale del Diritto Privato”, Trimarchi, Giuffrè,2003).

D.1. Differenze tra decreto, circolare, norma e certificazione 183

Fig. D.2. Enti di normazione ed accreditamento internazionali e Sistema Qualità Italia

ISO

Entedi normazioneinternazionale

EA e IAFAssociazioni,europea ed

internazionale,degli organismi

nazionali di accreditamento

SINAL

Ente di accreditamentodei laboratori di prova

SIT

Ente di accreditamentodi laboratori di taratura

SINCERTEnte di accreditamento

di organismi di certificazione (sistemi,

prodotti, persone) e ispezione

Laboratori di prova Centri di taraturaOrganismi di

certificazione e ispezione

CENEnte di normazione

europeo

UNI

Entedi normazione italiano

UNIPLASTEnte federato UNI

per le materie plastiche


Tabella D.1. Norme del sistema volontario

Norma Descrizione

Serie ISO 9000 Regolano la gestione di un sistema per la qualità aziendale.

Serie ISO 14000 Regolano un sistema di gestione ambientale.e regolamento EMAS

Certificazione di Procedura con cui una Terza Parte fornisce un’assicurazioneProdotto /servizio scritta che un prodotto, processo o servizio sia conforme ai

requisiti specificati.

Tabella D.2. Documenti facenti parte del sistema normativo italiano

Voce Definizione

Legge Norma giuridica emanata dagli organi predisposti all’esercizio del potere legislativo nelle forme stabilite dalla Costituzione.

Decreto Legge Norma giuridica emanata da un potere esecutivo cui la Costituzione conferisce efficacia e forza di legge; ha l’efficacia e la forza di una leggema non la stessa forma.

Norma Tecnica Documento che definisce le caratteristiche di un prodotto, di un processo o di un servizio in relazione al progresso tecnico e tecnologico raggiunto al momento della redazione. Si tratta di un documento volontario. La volontarietà lo distingue dalle Regole Tecniche.

Regola Tecnica Al pari delle norme tecniche, definisce i requisiti relativi ad un prodotto, ad un processo o ad un servizio, ma ha carattere cogente (obbligatorio) ed è inserito in leggi, decreti od altri atti di tipo cogente.

Regolamento Atto amministrativo emanato da un’autorità amministrativa. Esistono regolamenti definiti esecutivi, emanati dal Governo con il compito di disciplinare, con disposizioni a carattere particolare e complementare,le norme generali contenute nelle leggi.

Certificazione La definizione è riportata in Tabella D.1 ed è in accordo con la norma terminologica UNI CEI EN 45020: 1998.

D.2. Circolari e decreti 185

D.2. Circolari e decreti

L’elenco principale delle leggi, delle circolari, dei decreti ministeriali nel set-tore del trasporto acqua potabile e delle normative dei sistemi di gestionequalità-ambiente-organismi di certificazione, in vigore al 31 luglio 2004 èriportato in Tabella D.3.

Tabella D.3. Decreti, circolari e norme generali

Decreto o circolare Descrizione

Decreto Ministeriale dei Lavori Norme tecniche relative alle tubazioni:Pubblici del 12 dicembre 1985 progetto, costruzione e collaudo delle tubazionipubblicato sulla Gazzetta Ufficiale e degli elementi che le costituiscono (tubi,n°61 del 14 marzo 1986 giunti e pezzi speciali).

Circolare n°27291 del Ministero dei Istruzioni relative alla normativa tecnica per le Lavori Pubblici del 20 marzo 1986 tubazioni.

Decreto n°174 del 6 aprile 2004 Regolamento concernente i materiali e pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale gli oggetti che possono essere utilizzati n°166 del 17 luglio 2004 negli impianti fissi di captazione, trattamento,

adduzione e distribuzione delle acque destinate al consumo umano.

Decreto Ministeriale del Norme tecniche per gli attraversamenti e per23 febbraio1971 pubblicato i parallelismi di condotte e canali convoglianti sulla Gazzetta Ufficiale n°132 liquidi e gas con ferrovie ed altre linee di del 26 maggio 1971* trasporto.

Legge n°36 del 5 gennaio 1994 Disposizioni in materia di risorse idriche.

Decreto Legislativo n°31 del 2 febbraio Attuazione della direttiva 98/83/CE relativa2001 pubblicato sulla Gazzetta alla qualità delle acque destinate al consumoUfficiale n°52 del 3 marzo 2001 umano.

Decreto Legislativo n°27 del 2 febbraio Modifiche ed integrazioni al Decreto Legislativo 2002 pubblicato sulla Gazzetta n°31 del 2 febbraio 2001 recante attuazione dellaUfficiale n°58 del 9 marzo 2002 direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle

acque destinate al consumo umano.

UNI EN ISO 9001: 2001 Sistemi di gestione per la qualità – Requisiti.

UNI EN ISO 14001: 1996 Sistemi di gestione ambientale – Requisiti e guide per l’uso.

UNI CEI EN 45011: 1999 Requisiti generali relativi agli organismi che gestiscono sistemi di certificazione di prodotti.

* Testo modificato secondo il D.M.10 agosto 2004 pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n° 199 del 25 agosto 2004


D.3. Normative

Le principali normative nazionali ed europee riguardanti la materia prima,i componenti e la realizzazione delle reti in PE per la distribuzione di acquapotabile sono elencate nelle Tabelle D.4 – D.7.

Tabella D.4. Principali normative nazionali ed europee riguardanti le tubazioni in PE

Norme nazionali Descrizioneed europee

CEI 306-8: 2004 L’impiego del georadar nelle prospezioni preliminari ad opere di posa di servizi ed infrastrutture sotterranee.

ISO 4427: 1996 Polyethylene (PE) pipes for water supply. Specifications.

UNI EN 805: 2002 Approvvigionamento di acqua - Requisiti per sistemi e componenti all’esterno di edifici.

UNI ENV 1046: 2003 Sistemi di tubazioni e condotte di materia plastica - Sistemi di adduzione d’acqua e scarichi fognari all’esterno dei fabbricati. Raccomandazioni per installazione interrata e fuori terra.

UNI EN 12201-1: 2004 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione dell’acqua - Polietilene (PE). Generalità.

UNI EN 12201-2: 2004 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione dell’acqua - Polietilene (PE). Tubi.

UNI EN 12201-3: 2004 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione dell’acqua - Polietilene (PE). Raccordi.

UNI EN 12201-4: 2002 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione dell’acqua - Polietilene (PE). Valvole.

UNI EN 12201-5: 2004 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione dell’acqua - Polietilene (PE). Idoneità all’impiego del sistema.

UNI CEN/TS 12201-7: 2004 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione dell’acqua - Polietilene (PE). Guida per la valutazione delle conformità.

UNI EN 13689: 2003 Guida per la classificazione e la progettazione dei sistemi di tubazioni di materia plastica per il ripristino.

D.3. Normative 187

Tabella D.5. Principali normative nazionali ed europee riguardanti saldature, giunzioni eraccordi

Norma Descrizione

ISO 13953: 2001 Polyethylene pipes and fittings. Determination of the tensile strength and failure mode of test pieces from a butt-fused joint.

ISO 13954: 1997 Plastics pipes and fittings. Peel decohesion test for polyethylene electrofusion assemblies of nominal outside diameter greater than or equal to 90 mm.

ISO 13955: 1997 Plastics pipes and fittings. Crushing decohesion test for polyethylene electrofusion assemblies.

ISO/Dis 13956: 1996 Plastics pipes and fittings. Determination of cohesive resistance.Tear test for polyethylene saddle assemblies.

UNI EN 712: 1995 Sistemi di tubazioni in materiale termoplastico.Giunzioni meccaniche diestremità con trasmissione di carico tra tubi in pressione e raccordi.Metodo di prova per la resistenza allo sfilamento ad estrazione sotto sforzo costante.

UNI EN 1716: 1998 Sistemi di tubazioni di materia plastica. Presa in carico con derivazione a T di polietilene. Metodo di prova per la resistenza all’urto di una presa in carico con derivazione a T.

UNI 9737: 1997 Classificazione e qualificazione dei saldatori di materie plastiche.Saldatori con procedimenti ad elementi termici per contatto con attrezzatura meccanica e a elettrofusione per tubazioni e raccordi in polietilene per il convogliamento di gas combustibili, di acqua e di altrifluidi in pressione.

UNI 10520: 1997 Saldatura di materie plastiche. Saldatura ad elementi termici per contatto. Saldatura di giunti testa a testa di tubi e/o raccordi in polietilene per il trasporto di gas combustibili, di acqua e di altri fluidi in pressione.

UNI 10521: 1997 Saldatura di materie plastiche. Saldatura per elettrofusione. Saldatura di tubi e/o raccordi in polietilene per il trasporto di gas combustibili, diacqua e di altri fluidi in pressione.

UNI 10565: 1996 Saldatrici da cantiere ad elementi termici per contatto impiegate per l’esecuzione di giunzioni testa/testa di tubi e/o raccordi in polietilene (PE), per il trasporto di gas combustibile, di acqua e di altri fluidi in pressione. Caratteristiche e requisiti, collaudo, manutenzione e documenti.

UNI 10566: 1996 Saldatrici per elettrofusione ed attrezzature ausiliarie impiegate per lagiunzione di tubi e/o raccordi in PE, mediante raccordi elettrosaldabili,per il trasporto di gas combustibile, di acqua e altri fluidi in pressione.Caratteristiche e requisiti, collaudo, manutenzione e documenti.

• • •


UNI 10761: 1999 Coordinamento delle attività di saldatura, posa e collaudo di reti di polietilene per il convogliamento di gas combustibili, acqua e altri fluidi in pressione. Compiti e responsabilità, requisiti per l’addestramento, la qualificazione e la certificazione del personale.

UNI 10967: 2001 Saldatura di tubi e/o di raccordi in polietilene tipo PE100 per il trasporto di gas combustibili, di acqua e di altri fluidi in pressione.

UNI 11024: 2003 Requisiti di qualità per la saldatura di tubazioni di polietilene per il convogliamento di gas combustibili, di acqua e di altri fluidi in pressione.

UNI EN ISO Materiali termoplastici per tubi e raccordi per applicazioni sotto 12162: 1997 pressione. Classificazione e designazione. Coefficiente generale

d’impiego (ai fini della progettazione).

Tabella D.6. Principali normative riguardanti le prove meccaniche

Norma Descrizione

EN ISO 9080: 2003 Plastics piping and ducting systems. Determination of the long-term hydrostatic strenght of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation.

ISO 1167: 2001 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids. Resistance to internal pressure. Test method.

ISO 13477: 1997 Thermoplastics pipes for conveyance of fluids. Determination of resistance to rapid crack propagation (RCP. Small-scale steady-state test (S4 test).

UNI EN 715: 1995 Sistemi di tubazioni in materiale termoplastico. Giunzioni di estremità con trasmissione di carico tra tubi in pressione di piccolo diametro e raccordi. Prova di tenuta a pressione d’acqua interna considerando la spinta di estremità.

UNI EN 921: 1995 Sistemi di tubazioni di materia plastica.Tubi di materiale termoplastico.Determinazione della resistenza alla pressione interna a temperatura costante.

UNI EN ISO Tubi di materiale termoplastico. Determinazione delle caratteristiche6259-1: 2002 a trazione. Metodo generale di prova.

UNI EN ISO Tubi di materiale termoplastico per il trasporto di fluidi. Determinazione13478: 1999 della resistenza alla propagazione rapida della fessura (RCP. Prova a

grandezza naturale (FST).

UNI EN ISO Tubi di poliolefine per il trasporto di fluidi. Determinazione 13479: 1999 della resistenza alla propagazione della fessura. Metodo di prova

per la propagazione lenta della fessura di un tubo intagliato (prova dell’intaglio).

• • •

D.4. Qualificazione degli operatori 189

Tabella D.7. Principali normative riguardanti le prove chimico-fisiche

Norma Descrizione

ISO 1183: 1987 Methods for determining the density of non-cellular plastics.

ISO 6964: 1986 Polyolefin pipes and fittings - Determination of carbon black content by calcination. Test method and basic specification.

ISO 18553: 2001 Method for the assessment of the degree of pigment of carbon black dispersion in polyolefin pipes, fittings and compounds.

UNI EN 728: 1998 Sistemi di tubazioni e canalizzazioni di materia plastica - Tubi e raccordi di poliolofine - Determinazione del tempo di induzione all’ossidazione.

UNI EN 1056: 1998 Sistemi di tubazioni e condotte di materia plastica - Tubi e raccordi di materia materia plastica - Metodo per esposizione diretta agli agenti atmosferici.

UNI EN ISO Materie plastiche - Determinazione dell’indice di fluidità in massa (MFR)1133: 2001 e dell’indice di fluidità in volume (MVR) dei materiali termoplastici.

UNI EN 12099: 1998 Sistemi di tubazioni di materia plastica - Materiali e componenti di tubazioni di polietilene - Determinazione del contenuto di materia volatile.

UNI EN 12118: 1999 Sistemi di tubazione di materia plastica. Determinazione del contenuto di umidità nei materiali termoplastici per coulometria.

D.4. Qualificazione degli operatori

L’affidabilità di una rete di tubazioni in polietilene per il trasporto di acqua(o gas) in pressione dipende da alcuni fattori legati alla scelta di materiali edelle tecnologie, tra cui i principali sono:

• materie prime: i tubi, i raccordi e gli altri componenti devono possedererequisiti adeguati alle specifiche di progetto;

• posa in opera: lo scavo, il collegamento dei diversi elementi e il rinterrodevono essere eseguiti in accordo con le norme e i regolamenti corri-spondenti;

• collaudo: deve essere effettuato con procedure specifiche che tenganoconto della natura del materiale, tali da consentire di verificare la tenutaidraulica senza danneggiare la condotta;

• gestione dell’esercizio.


La realizzazione di una condotta, deve perciò avvalersi di figure professio-nali preparate e di coordinatori accreditati delle varie attività coinvolte(posa, saldatura e collaudo), come consigliato dalla recente norma di siste-ma UNI 11024: 2003, la quale definisce i principali requisiti di qualità chedevono essere rispettati dalle aziende operanti nel settore.

La certificazione del personale secondo quanto stabilito da norme o rego-le tecniche in termini di istruzione, addestramento, conoscenze professiona-li ed esperienza operativa è uno dei requisiti fondamentali. È il caso dellenorme UNI 9737: 1997 per la classificazione e qualificazione dei saldatori dimaterie plastiche e UNI 10761: 1999 per la certificazione del livello di quali-ficazione del personale che svolga operazioni di coordinamento delle attivi-tà di saldatura, posa e collaudo di reti di polietilene.

La norma di sistema UNI EN ISO 9001: 2000, infine, richiede la qualifica-zione dei propri fornitori per la realizzazione di un sistema di gestione perla qualità (SGQ) che permette la standardizzazione della qualità del proprioservizio e/o prodotto.

• • •

Tabelle

Simbolo

a

Aanc

B

bi

bt

C

cd

cd’

cdn

Denominazione

Velocità di propagazionedella perturbazione dipressione

Area di appoggio dell’ancoraggio

Larghezza della trincea

Larghezza del cordolo disaldatura

Larghezza complessivadel cordolo di saldatura

Coefficiente complessivodi sicurezza

Coefficiente di Marston(trincea stretta)

Coefficiente di Marston(trincea larga)

Coefficiente correttivo diflessione

Definizione

Indica la velocità con la quale si propaga un’onda di pressione in un fluido (acqua) all’interno di una condotta.

Area della superficie di appoggiodell’ancoraggio valutata perpendicolarmente alladirezione di spinta del fluido.

Convenzionalmente è misurata incorrispondenza della generatricesuperiore del tubo.

Larghezza del cordolo di saldaturache si forma sul lembo i del tuboo del raccordo in seguito alprocesso di saldatura testa a testa.

Somma delle larghezze dei duecordoli di saldatura che si formano sull’estremità del tubo odel raccordo in seguito al proces-so di saldatura testa a testa.

Coefficiente complessivo checonsidera sia le condizioni diservizio sia le proprietà dei com-ponenti dei sistemi di tubazioni.Per l’acqua C è pari a 1,25.

Coefficiente per la determi-nazione dell’azione del peso del terreno sul tubo nel caso di trincea stretta.

Coefficiente per la determi-nazione dell’azione del peso del terreno sul tubo nel caso di trincea larga.

Coefficiente per la determi-nazione della lunghezza massimaammissibile fra due appoggi nelcaso di tubazioni sospese.

Unità dimisura

[m/s]

[m2]

[m]

[mm]

[mm]

[-]

[-]

[-]

[-]

• • •

Tabella simboli

192 Tabelle

cf

cg

cp

cr

cS

cT

cz

c0

dem

di

dic

dn

• • •

• • •

Coefficiente di assestamento

Coefficiente geometricodella singolarità

Coefficiente di spinta

Coefficiente di rigidità delterreno

Coefficiente di appoggiodel terreno

Coefficiente di riduzione

Coefficiente di forma dellazavorra

Velocità del suono(celerità)

Diametro esterno medio

Diametro interno

Diametro interno commerciale

Diametro esterno nominale

Indica il valore a lungo termine di incremento della deformazionedi schiacciamento del tubo pereffetto del processo di assesta-mento del terreno e del compor-tamento viscoelastico del PE.

Coefficiente che considera la geometria della singolarità presente nella condotta utilizzatoper il dimensionamento degliancoraggi.

Coefficiente che permette la valutazione dell’entità della spinta di reazione del terreno sul blocco di ancoraggio.

Considera le proprietà mecca-niche del terreno in funzione del grado di compattazione.È definito come: cr = fc · h.

Considera le interazioni tra il tuboe il letto di posa in funzione dellecondizioni stesse di posa.

Coefficiente di riduzione del PNdi classificazione del tubo pertemperature di esercizio superioria 20°C.

Coefficiente che considera lageometria della zavorra utilizzatoin fase di verifica.

Velocità di propagazione delsuono nel fluido/condotta.

Diametro esterno del tubo o delraccordo calcolato dal rapportodella circonferenza esterna (misu-rata in una sezione qualsiasi) e π.

Diametro interno riferito ad unpunto qualsiasi del tubo o delraccordo.

Diametro interno del tubodisponibile in commercio.

Diametro esterno nominale di designazione del tubo o del raccordo.

[%]

[-]

[kN/m3]

[N/cm3]

[-]

[-]

[-]

[m/s]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

Tabelle 193

E

Ea

El

Es

Et

em

en

ey, min

Ft

fc

fr

g

h

H

• • •

• • •

Energia di attivazione

Modulo di compressibilitàcubica del fluido

Modulo di elasticità a lungo termine

Modulo di elasticità a breve termine

Modulo di elasticità del terreno

Spessore medio di parete

Spessore nominale di parete

Spessore minimo di parete

Forza di trascinamento

Fattore di compattazionedel terreno

Fattore di ritardo dell’inflessione

Accelerazione di gravità

Altezza di ricopertura

Perdita di carico distribuita

Energia di attivazione utilizzataper il calcolo del coefficiente diestrapolazione.

È noto anche come modulo dielasticità di volume del fluido(acqua).Pari a 2,03 GPa per l’acqua.

Modulo di elasticità del PE valutato a 50 anni.

Modulo di elasticità del PE valutato ad 1 ora.

-

Spessore di parete del tubo o del raccordo calcolato comemedia aritmetica di un numero di misure equamente distanziatelungo una sezione qualsiasi.

Spessore di parete nominale di designazione del tubo o del raccordo.

Valore minimo dello spessore di parete misurato in accordo con la norma ISO 3126:1974.

Massima forza di trascinamento,applicata in direzione assiale,sopportata dal tubo.

È un coefficiente dipendente dal grado di compattazione delterreno nella valutazione del coefficiente di rigidità del terreno.

Considera le condizioni di assestamento del sistema tubo-terreno nel tempo.

Pari a circa 9,81 m/s2.

Distanza tra la generatrice superi-ore del tubo e il livello stradale.

Perdita di carico del fluido tra duesezioni della condotta per effettodell’attrito viscoso e dellascabrezza del tubo.

[kJ/mol]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[mm]

[mm]

[mm]

[N]

[-]

[-]

[m/s2]

[m]

[m]

194 Tabelle

hem

hf

Hi

Htot

hT

J

ka

ke

ki

l

L

L*

M

MOP

• • •

• • •

Altezza di emersione

Altezza di falda

Perdita di carico localizzata

Perdite di carico totali

Profondità complessivadello scavo

Cadente

Coefficiente di spinta attiva del terreno

Fattore di estrapolazione

Coefficiente per il calcolodelle perdite di caricolocalizzate

Altezza del letto di posa

Lunghezza della condotta

Lunghezza caratteristica

Momento flettente

Massima pressione operativa

Altezza della porzione di tuboche emerge dal letto di posa.

Altezza della falda rispetto allasuperficie del terreno.

Perdita di carico del fluido tra duesezioni per effetto di una singo-larità presente lungo la condotta.

Perdita complessiva di carico delfluido tra due sezioni della condotta.

Profondità complessiva delloscavo della trincea.

Perdita di carico del fluido(acqua) in un tratto di condotta dilunghezza unitaria.

Considera l’effetto degli sforzi ditaglio nel terreno per trinceestrette.

Fattore moltiplicativo utilizzato nelmetodo SEM (EN ISO 9080: 2003)per la determinazione del tempomassimo di estrapolazione.

Coefficiente che considera l’effettosulle perdite di carico di ogni singo-larità presente lungo la condotta.

Altezza dello spessore di terrenoche funge da base di appoggioper il tubo.

Lunghezza misurata lungo lacoordinata assiale della condotta.

Lunghezza del tratto di condottasoggetto a fenomeni di colpo d’ariete.

Momento flettente agente su unasezione del tubo. È sempre intesoper unità di lunghezza del tubo.

Massima pressione effettiva delfluido nel sistema di tubazioni cheè ammessa in uso continuo. Essatiene conto delle caratteristichepratiche e meccaniche dei com-ponenti del sistema di tubazioni.

[m]

[m]

[m]

[m]

[m]

[m/km]

[-]

[-]

[-]

[m]

[m]

[m]

[Nm/m]

[bar]

Tabelle 195

• • •

• • •

MRS

n

na

N

Pa

Ps

Pt

p

pc

pcr

pcoll

pE

Minimum requiredstrength (resistenza minima richiesta)

Coefficiente di rigiditàrelativa

Numero di anelli

Azione normale

Peso di un anello dellazavorra

Carico localizzato

Peso complessivo dellazavorra

Pressione

Pressione di resistenzaalla RCP

Pressione critica

Pressione di collaudo

Massima pressione diesercizio

Valore di σLPL, arrotondato al valoreinferiore più prossimo della serie R10 (conforme alla normaISO 3: 1973) o della serie R20 (conforme alla norma ISO 497: 1973).

Coefficiente utilizzato per la distinzione tra tubi deformabili e tubi rigidi in funzione del tipodi terreno.

Numero di anelli costituente lazavorra da applicare alla condottaper installazioni sottomarine.

Azione agente in direzione circonferenziale su una sezionedel tubo. È sempre intesa perunità di lunghezza del tubo.

Peso di ogni singolo anello costituente la zavorra da applicare alla condotta per installazioni marine.

Carico agente sulla superficie delterreno e gravante sulla condotta.Può essere sia di natura statica,sia di natura dinamica (traffico).

Peso complessivo della zavorra da applicare alla condotta perinstallazioni marine.

Pressione interna alla quale èsoggetta la tubazione.

Resistenza del materiale allapropagazione rapida della frattura(RCP) determinata in accordo conla norma ISO 13477: 1997.

Massima pressione esterna chepuò sopportare la condotta senzaproblemi di instabilità (buckling).

Pressione imposta dal fluidodurante le operazioni di collaudo.

Pressione di esercizio calcolatacome somma della pressione diesercizio del fluido e della sovrap-pressione per colpo d’ariete.

[MPa]

[-]

[-]

[N/m]

[N]

[N]

[N]

[bar]

[bar]

[MPa]

[bar]

[bar]

196 Tabelle

• • •

• • •

pext

pi

pI

pin

pout

pt

p0

PN

PNT

Q

Qa

Qf

Qs

Pressione esterna

Pressione per la saldaturatesta a testa

Pressione idrostatica

Pressione di ingresso

Pressione di uscita

Pressione di trascinamento

Pressione equivalente

Pressione nominale

Pressione nominale ridotta

Portata volumetrica

Carico lineare verticale



Pressione esterna agente sul tubo (ad esempio per condottesottomarine).

Pressione da applicare al tubo e/o raccordo durante la fase i delciclo di saldatura non consideran-do la pressione di trascinamento.

Pressione idrostatica dell’acqua aregime.

Pressione del fluido in ingressoalla condotta.

Pressione del fluido in uscita dallacondotta.

Pressione necessaria per muovereil tubo in direzione assiale nellasaldatura testa a testa.

Pressione interna equivalente cheprovocherebbe nel tubo uno sfor-zo circonferenziale pari alla mas-sima risultante di tutti gli sforziindotti dalle sollecitazioni esterne.

Pressione operativa massima alla quale il tubo può esseresoggetto, continuativamente,con acqua a 20°C e con un coefficiente C pari a 1,25.

Pressione nominale riferita aduna temperatura T maggiore di20°C.

Volume di acqua trasportato dallatubazione nell’unità di tempo.

Carico prodotto dal peso del fluido (acqua) contenuto nellacondotta per unità di lunghezzadel tubo.

Carico trasmesso dal terreno altubo a causa di falde acquifereprementi per unità di lunghezzadel tubo.

Carico trasmesso dal terreno altubo a causa di sovraccarichi perunità di lunghezza del tubo.

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[bar]

[bar]

[bar]

[m3/s]

[N/m]

[N/m]

[N/m]

Tabelle 197

• • •

• • •

Qt

qa

qf

qs

qt

R

Rt

rt

Re

SDR

SN

tc

ti


Pressione verticale

Pressione verticale

Pressione verticale

Pressione verticale

Costante universale

Carico lineare orizzontale

Pressione orizzontale

Numero di Reynolds

Standard dimension ratio(rapporto dimensionalenormalizzato)

Rigidità anulare del tubo

Durata critica

Tempo di saldatura

Carico trasmesso dal terreno al tubo a causa del terrenosovrastante per unità di lunghezza del tubo.

Pressione verticale agente sullasuperficie del tubo per effetto delcarico Qa .

Pressione verticale agente sullasuperficie del tubo per effetto delcarico Qf .

Pressione verticale agente sullasuperficie del tubo per effetto delcarico Qs .

Pressione verticale agente sullasuperficie del tubo per effetto delcarico Qt .

È pari a 8,31 J/mol K.

Carico di reazione laterale del terreno trasmesso al tubo perunità di lunghezza di tubo.

Pressione orizzontale agente sullasuperficie del tubo per effetto delcarico Rt .

Numero adimensionale che indi-ca le condizioni di moto del flui-do all’interno della condotta.È definito come:

.Re = _____v·di

υ

È definito come:.SDR = _____dn

en

È definita come la forza necessariaper provocare una deformazioneradiale unitaria in un tratto di tubo di lunghezza unitaria.

Durata critica dell’operazione di regolazione della portata nell’impianto.

Durata della fase i del ciclo di saldatura ad elementi termici percontatto.

[N/m]

[N/m2]

[N/m2]

[N/m2]

[N/m2]

[J/mol K]

[N/m]

[N/m2]

[-]

[-]

[kN/m2]

[s]

[s]

198 Tabelle

• • •

• • •

tr

T

u1 , u2

v

Vcm

Vr

x

Z

α

β

∆L

∆Lp

∆LT

∆p

∆pa

Tempo di chiusura

Temperatura

Lato

Velocità

Velocità della correntemarina

Velocità media reale

Coordinata assiale

Spinta di galleggiamento

Coefficiente di dilatazionetermica lineare

Coefficiente di trincea

Deformazione assialedella condotta.



Differenza di pressione

Sovrappressione percolpo d’ariete

Durata dell’operazione di regolazione della portata in una condotta.

-

Dimensioni della base d’appog-gio, ipotizzata rettangolare,di un eventuale carico staticosulla superficie del terreno.

Velocità media a regime dell’acqua nella tubazione.

Massima velocità della correntemarina agente su una tubazionesottomarina.

Velocità media a regime dell’acqua in funzione deldiametro commerciale del tubo.

Distanza tra due punti lungol’asse della condotta.

Spinta di galleggiamento esercitata sulla condotta vuota.

Rappresenta la deformazionesubita da un corpo di lunghezzaunitaria a causa di un aumento ditemperatura pari ad 1°C.

Coefficiente per la determi-nazione della distribuzione di un carico del terreno sul tuboin funzione del tipo di trincea.

Deformazione causata dalle sollecitazioni termiche e dallapressione interna del fluido.

Deformazione causata dalla pressione interna del fluido.

Deformazione causata dalle sollecitazioni termiche.

Differenza tra la pressione esternaed interna agente sul tubo.

Variazione di pressione per effetto dei colpi d’ariete.

[s]

[°C]

[m]

[m/s]

[m/s]

[m/s]

[m]

[kg]

[mm/m °C]

[-]

[mm]

[mm]

[mm]

[MPa]

[MPa]

Tabelle 199

• • •

• • •

∆pH

∆T

∆t

∆z

δ

ε

χ

γa

γm

γPE

γt

Φ

ϕ

κ

λ

µ

Perdita di pressione

Differenza di temperatura

Ritardo temporale

Variazione di quota geodetica

Deformazione

Scabrezza

Distanza di appoggio

Peso specifico

Peso specifico

Peso specifico

Peso specifico

Angolo di attrito interno

Coefficiente dinamico

Tolleranza

Coefficiente di attrito

Coefficiente di attrito

Differenza della pressione del flui-do tra due sezioni della condottaper effetto delle perdite di carico.

-

Differenza temporale di acquisizione di un segnale sonoro tra due rilevatori nella fase di ricerca perdite.

Variazione della quota della condotta tra due sezioni.

Deformazione del tubo.

Misura della rugosità superficialedel tubo.

Massima distanza ammissibile fra due appoggi nel caso ditubazioni sospese.

Peso specifico dell’acquatrasportata nella condotta.

Peso specifico dell’acqua marina.

Peso specifico del PE.

Peso specifico del terreno di posa.

Parametro di resistenza del terreno di scavo.

Coefficiente che considera glieffetti inerziali dei carichi dinamici.

Tolleranza ammessa per le dimensioni del cordolo di saldatura per la saldatura testa a testa.

Coefficiente adimensionale checonsidera l’attrito viscoso del fluido (acqua) in moto all’internodi un tubo.

Coefficiente di attrito tra tubo eterreno.

[Pa]

[°C]

[s]

[m]

[mm]

[mm]

[N/dm3]

[N/dm3]

[N/dm3]

[N/dm3]

[-]

[-]

[-]

[-]

200 Tabelle

• • •

ν

Θ

π

ρa

ρPE

σc

σLPL

σs

σy

σ0

σoi,ext

σoi,int

υ

Coefficiente di Poisson

Angolo di attrito

Pi greco

Densità dell’acqua

Densità del PE

Sforzo circonferenziale

Limite inferiore di confi-denza (lower confidencelimit of the predictedhydrostatic strength)

Sforzo di progetto

Sforzo di snervamento

Sforzo equivalente

Componente dello sforzoequivalente sulla pareteesterna

Componente dello sforzoequivalente sulla pareteinterna

Viscosità cinematica

Rapporto tra la contrazione lat-erale e l’allungamento in unmateriale soggetto a trazionemonoassiale.

Angolo di attrito tra il materiale diriempimento della trincea e il ter-reno originale.

Pari a circa 3,14.

Massa di materiale per unità divolume.

Massa di materiale per unità divolume.

Sforzo agente in direzione circon-ferenziale sulla sezione del tubo.

Rappresenta il limite inferiore diconfidenza al 97,5% della resisten-za del materiale prevista a 20°Cper 50 anni (EN ISO 9080: 2003).

Sforzo ammissibile per una dataapplicazione.

.È pari a: σs = _____MRS

C

Valore di sforzo che determinal’insorgenza di deformazioni nonrecuperabili nel materiale.

Massimo sforzo circonferenzialeagente sulla sezione i del tuboper effetto dei soli carichi esterni.

Sforzo circonferenziale dovuto alcarico esterno i-esimo, valutatosulla parete esterna del tubo.

Sforzo circonferenziale dovuto alcarico esterno i-esimo, valutatosulla parete interna del tubo.

Per l’acqua a 20°C è pari a circa10-6 m2/s.

[-]

[-]

[-]

[kg/dm3]

[kg/dm3]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[m2/s]

Tabelle 201

0,1110

Velocità [m/s]

0

,01

15

45

20

40

35

30

25

65

60

55

50

12

51

00

90

80

70

15

03

50

30

02

50

22

52

00

17

5

70

0

60

05

50

50

04

50

40

0

20

00

15

00

10

00

90

0

80

0

10

00

50

10

01

50

30

0

50

0 510

15

20

30

0.3

0.20.4

0.5

0.7

51234

0.0

50

.03

0.1

0.0

10

.15

cad

ente

J [

m/k

m]

0,1

1

0,0

01

dia

met

ro in

tern

o d

i [m

m]

Po

rtat

a [m

3/s

]

Fig. 4.1. Diagramma per il dimensionamento idraulico di condotte in PE per il trasporto diacqua (temperatura: 20°C).

202 Tabelle

Cdn 0,9

2

0,9

0

0,8

8

0,8

6

0,8

4

0,8

2

0,8

0

20

32

50

75

110

140

180

225

280

355

450

560

710

900

dn [

mm

]400

Fig. 4.22. Coefficiente correttivo di flessione in funzione del diametro del tubo.

Bibliografia essenziale

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204 Bibliografia essenziale

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• Bertacchi, G. (2002): Manuale dello stampaggio progettato. TecnicheNuove, Milano

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Bibliografia essenziale 205

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• Decreto Ministeriale del 23 febbraio 1971 pubblicato sulla GazzettaUfficiale n. 132 del 26 maggio 1971. Norme tecniche per gli attraversa-menti e per i parallelismi di condotte e canali convoglianti liquidi e gascon ferrovie ed altre linee di trasporto (testo modificato secondo il D.M.10 agosto 2004 pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n° 199 del 25 agosto2004)

• Decreto Ministeriale del 12 dicembre 1985 pubblicato sulla GazzettaUfficiale n. 61 del 14 marzo 1986. Norme tecniche relative alle tubazioni:progetto, costruzione e collaudo delle tubazioni e degli elementi che lecostituiscono (tubi, giunti e pezzi speciali)

• Circolare n° 27291 del Ministero dei Lavori Pubblici del 20 marzo 1986.Istruzioni relative alla normativa tecnica per le tubazioni

• Legge del 5 gennaio 1994, n° 36. Disposizioni in materia di risorse idriche

• Decreto Ministeriale n° 174 del 6 aprile 2004 pubblicato sulla GazzettaUfficiale n. 166 del 17 luglio 2004. Regolamento concernente i materiali egli oggetti che possono essere utilizzati negli impianti fissi di captazione,trattamento, adduzione e distribuzione delle acque destinate al consumoumano

Elenco fonti delle figure

Capitolo 1

Fig. 1.1 fornita da PE 100+Association Member

Figg. da 1.2 a 1.4 fornite da PE 100+ Association

Capitolo 3

Fig. 3.4 fornita da GLT

Capitolo 4

Fig. 4.8 fornita da PE 100+Association

Figg. 4.20 e 4.21 fornite da GLT

Capitolo 5

Figg. 5.1 e 5.2 fornite da GLTFig. 5.5 fornita da GLTFig. 5.7 tratta dal Foglio di

Aggiornamento alla normaUNI 10520: 1997

Figg. da 5.8 a 5.24 fornite da GLT

Capitolo 7

Fig. 7.1 tratta da Progetto di normaE13.08.973.0 - Posa in operae collaudo di sistemi ditubazioni di PE per il trasporto di liquidi in pressione - aggiornamentoottobre 2002 – Uniplast

Capitolo 8

Figg. da 8.2 a 8.8 fornite da I.A.T.T.

Capitolo 9

Fig. 9.1 fornita da PE 100+Association Member (adattato da DVGW, 1997)

Fig. 9.2 fornita da PE 100+Association Member(adattato da AssociazioneSigma 80, 1997)

Fig. 9.3 fornita da PE 100+Association Member (adattato da NLTRC, 2000)

Fig. 9.4 fornita da PE 100+Association Member(adattato da Anglian Water,1994-97)

Fig. 9.5 fornita da PE 100+Association Member

abrasione 14

additivi, 15

affidabilità, 149

agenti chimici, 157

alesatore, 121

ali di gabbiano, 96

Allievi, 37

allineatore, 101

allungamento a rottura, 7, 177

altezza di ricopertura, 51, 113

analisi frattografica, 136

ancoraggi, 68, 73

anelli di centraggio, 140

appoggi, 73

Arrhenius, 162

attraversamenti, 121, 123, 124

attrito, 44, 140

azione– circonferenziale, 40– del terreno, 41, 43

banda segnaletica, 119

bimodale, 5, 153, 157

biomembrana, 16

cadente, 26

canal-jet, 138

capitolato d’opera, 127

carico di trazione, 78

cartella a flangia, 105

catene polimeriche, 5

C-Compact, 142

celerità, 39

certificazione, 23, 184, 190

chain folding, 155

ciclo di saldatura, 91

cilindro, 20, 21

classe di compattazione, 57

classificazione del materiale, 12, 13

cloro, 125

codice a barre, 98

coefficiente – complessivo di esercizio, 11– di appoggio, 57– di attrito, 79– di dilatazione termica lineare, 7– di Marston, 44– di Poisson, 7– di riduzione, 11, 130– di rigidità, 41, 54– di sicurezza, 36– di spinta attiva, 44– dinamico, 51– per le perdite di carico localizzate, 27

Colebrook-White, 26

collari di presa, 98

collaudo, 128

colpo d’ariete, 37

compattazione del terreno, 58, 115

compensazione della dilatazione, 68

compound, 15, 19

condotte subacquee, 75

conduttività termica, 7, 114

conformità, 173

consumi, 134

contenuto d’acqua, 174

Indice analitico

208 Indice analitico

contrazione, 130

controllo del manufatto, 128

coordinatore, 128

cordolo di saldatura, 94, 96, 108

correlatori, 135

costante dielettrica, 7

costi, 120, 137, 148

creep, 8, 14, 158

crescita microbiologica, 16

cristalliti, 6, 155

criterio di dimensionamento, 35

curvabilità, 146

curve di regressione, 8, 9, 155

Darcy-Weisbach, 26

deformabilità, 145

deformazione plastica, 158

degradazione, 15

densità, 6, 156, 174– Proctor, 57, 115

derivazioni, 98

dimensionamento, 25, 28

dipendenza dal tempo, 157

disentanglement, 160

dispersione, 15

distorsione, 21

distretti, 133

distribuzione dei pesi molecolari, 5, 157

domini cristallini, 154

durabilità, 15, 147

durezza, 7, 14

effetto della temperatura, 159

elettrofusione, 1, 87

energia di attivazione, 162

entanglements, 155

estrazione, 22

estrusione, 19, 20

expander, 140

Extrapolation Time Factor, 161

falde acquifere, 40, 53, 119

fattore – di compattazione del terreno, 54– di ritardo dell’inflessione, 57– di estrapolazione del tempo ke, 162,

163

fibrille, 155

filiera, 20

fissaggio meccanico, 104

flangia, 105

flessibilità, 145

forza di trascinamento, 78

fresa, 90

Full Scale test, 163

geofoni, 135

georadar, 121, 135

geotessili, 119

ginocchio, 9, 161

giunto– a cannocchiale, 71– a soffietto, 70– di transizione, 104– elettrosaldabile, 97

giunzione– dei flussi, 23– meccanica, 87

grado– di compattazione, 60, 64, 115– di cristallinità, 6, 155, 157– di polimerizzazione, 5

Indice analitico 209

granuli, 19

granulometria, 116

gruppo di terreno, 57

inclusioni, 12

incrostazioni, 1, 136

indicatori di fusione, 104

indice di fluidità (MFR), 6, 7, 23, 174,177

instabilità elastica, 56

intaglio, 12

interpretazione degli eventi, 136

interventi d’emergenza, 136

irraggiamento, 15

leggi, 181

letto di posa, 116

localizzazione delle perdite, 134

Long Term Hydrostatic Strength, 161

Lower Prediction Limit (LPL), 9, 10, 11,161

macchina saldatrice, 99, 100

macromolecole, 153

mancata fusione, 94

mantenimento, 21

mappatura, 121

marcatura, 20, 22

marchio di conformità, 24

Mariotte, 40

Marston, 44

Mass Volume Standard (MVS), 6

massa volumica, 174

massima pressione – di esercizio, 36

– idrostatica, 37– operativa, 130

massima sovrappressione, 37

Michaud, 37

microrganismi, 16

migrazione– globale, 151– specifica, 151

Minimum Required Strength (MRS), 2,7, 10, 13, 161

modulo di elasticità, 6, 57, 73, 157

monomodali, 5, 153

nero fumo, 15, 173

norma tecnica, 184

norme, 181– di prodotto, 127

nuclei di cristallizzazione, 154

numero di Reynolds, 26

onde sismiche, 66

opere fuori terra, 67

organismi di certificazione, 23

orientazione (cold drawing), 159

ovalizzazione, 23, 54, 57, 59, 90, 158

Oxidation Induction Time (OIT), 13, 23,174, 177

parametri di saldatura, 100

patentino, 88

perdite, 132, 133, 134– di carico, 26, 27

perforazione orizzontale guidata(directional drilling), 121

peso– del terreno, 40, 47– molecolare, 5, 153, 157

210 Indice analitico

pigmenti, 15

pig-test, 139

pipe– bursting, 143– splitting, 143

policristallino, 154

portata, 25, 32

posizionatore, 101

post-pressione, 21

preriscaldamento, 91

prescrizioni, 181

pressione – critica, 163– di saldatura, 92– equivalente, 36, 40, 61– di trascinamento, 91– nominale, 11, 36, 61

pressurizzazione, 130

processabilità, 15

processo produttivo, 19

progettazione meccanica, 35

propagazione – del rumore, 134– lenta della frattura, 8, 10, 157, 160

proprietà organolettiche, 151

raccordi, 21, 22, 27

raddrizzatore, 101

radiazione UV, 15

raggio di curvatura, 77

ramificazioni, 5, 153, 155, 160

Rapid Crack Propagation (RCP), 2, 7,12, 13

raschiatura, 101, 103

reazione laterale, 40, 54

regole tecniche, 181, 184

relining, 136, 137

Remote Terminals Units (RTU), 136

resistenza, 157– creep, 177– all’impatto, 7, 180– alla decoesione, 109, 180– alla pressione interna, 2, 7, 10, 13– alla propagazione lenta della

frattura, 2, 7, 11, 13– alla propagazione rapida della

frattura, 2, 7, 12, 13, 163– allo sfilamento, 109

riabilitazione, 136

riempimento, 114, 117

rigidità anulare, 58, 62, 64

rilassamento, 158

rinterro, 116

roll-down, 140

rottura – duttile, 8, 9, 160– fragile, 8, 9, 12, 160

saldatrici, 100

saldatura– ad elementi termici per contatto

(testa a testa), 87, 88– per elettrofusione, 87, 97

sand-jet, 138

satelliti, 138

scabrezza, 1, 25

schiacciamento, 57, 61

scoppio, 12

scrapers, 138

selle, 98

Standard Elaboration Method (SEM),160

semicristallino, 6, 153

serie di Renard, 162

settori, 133

sferuliti, 154

Indice analitico 211

sforzo– circonferenziale, 8, 40– di progetto, 7– di snervamento, 6, 78, 157, 159

shrinkage, 23

sicurezza, 149

slim liner, 142

slip-lining, 139

Slow Crack Growth (SCG), 2, 11, 13

Small Scale Steady State (S4) test, 163

sostanze volatili, 174

sovraccarichi– dinamici, 50– statici, 52

sovrappressione, 39

spinta di galleggiamento, 76

staffe, 74

stampaggio ad iniezione, 19, 21

stampo, 21

strain hardening, 159

strato di ossidazione, 103

stress cracking, 6

strizione (necking), 159

Student, 162

subcoil, 142

subline, 141

surriscaldamento, 94

tagliatubi, 101

tecniche di rilevazione elettromagnetica,119

temperatura– di esercizio, 11 – di rammollimento, 7

tempo– critico, 37, 39– di recupero, 158

termoelemento, 88, 89

termoossidazione, 12, 15

termoplastico, 5, 153

terremoto, 66

terreni contaminati, 125

tie molecules, 155

traffico, 50

trazione monoassiale, 159

trenchless, 1

trincea, 43, 44, 47, 49, 111

tubi a sezione deformata, 141

unità– di calibrazione, 20– monomeriche, 5– scavatrice direzionale, 121

valvole, 27

verbale– di collaudo, 132– di regolare esecuzione, 125

verifica, 28, 32

viscoelasticità, 8, 130, 157

viscosità, 5, 6, 157– cinematica, 27

vita residua, 150

warpage, 23

zavorra, 76, 77

Gli Autori ringraziano per la collaborazione:

AssocomaplastASSOCIAZIONE NAZIONALE COSTRUTTORI DI MACCHINE E STAMPI PERMATERIE PLASTICHE E GOMMA

ATRIPAssociazione Italiana dei Produttori di Tubi e Raccordi in Materie Plastiche

Federgasacqua

GLTGruppo Lavoro Tecnico raccordi PE pressione

IATTITALIAN ASSOCIATION FOR TRENCHLESS TECHNOLOGY

IIPIstituto Italiano dei Plastici

PE100+ Association

PlasticsEurope Italia

UNIEnte Nazionale Italiano di Unificazione

UniplastEnte Italiano di Unificazione delle Materie Plastiche Federato all'UNI

appendice a. struttura e proprietà del polietilene978-88-470-0356-9/1.pdf · i polimeri...

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