Soluzioni per reti fluidi: distanziatori Eurospacer

 
 

Piano di validazione progetto Eurospacer


 

REQUISITI PRINCIPALI DEI PRODOTTI "EUROSPACER"


COEFFICIENTE DI ATTRITO

I distanziatori isolanti a collare devono avere il più basso coefficiente di attrito possibile per facilitare l'inserimento del tubo di linea in quello esterno di protezione (acciaio, acciaio saldato, calcestruzzo armato, vetroresina).


RESISTENZA ALL'USURA

Con riferimento alle nuove tecnologie di trivellazione sotterranea per la messa in opera di tubi di protezione (microtunnelling e trivellazione orizzontale controllata – T.O.C.) si raggiungono lunghezze di attraversamento di 500 m e con il T.O.C. anche 2000 m. I distanziatori isolanti a collare devono avere un'alta resistenza all'usura per consentire l'inserimento del tubo di linea in tali attraversamenti.


CAPACITA' DI CARICO

I distanziatori isolanti a collare devono poter sostenere la condotta a pieno carico durante tutta la vita utile prevenendo qualunque contatto fra il tubo di linea e quello di protezione


CARATTERISTICHE ELETTRICHE

I distanziatori a collare nel loro insieme devono essere isolanti, caratterizzati cioè da alta resistenza elettrica e rigidità dielettrica.


NESSUNA PARTE METALLICA

I distanziatori isolanti a collare sono assemblati e installati sul tubo di linea senza l'ausilio di alcuna parte metallica (viti, bulloni, inserti).


MODULARITA'

La progettazione dei distanziatori isolanti a collare "Eurospacer" si basa su elementi modulari da applicare ad una gamma molto estesa di tubi di linea con diametri che variano, indicativamente, da DN15 (1/2”) ad oltre DN1200 (48”). I singoli elementi modulari sono progettati per essere facilmente componibili a formare il distanziatore a collare del diametro desiderato.
Nel caso dei Mini e Midi Eurospacer, sui moduli sono riportate delle scale di regolazione che facilitano le operazioni di montaggio.
Inoltre non sono necessari attrezzi specifici per il montaggio.


NUMERO DI MODULI

La progettazione accurata consente, con soli 6 elementi modulari, di coprire tutta la gamma di tubi di linea con diametri da 1/2" ad oltre 48". Il progetto si è posto questo obiettivo per ridurre i livelli di stock nella rete commerciale o presso i grandi appaltatori.


LUNGHEZZA DEI MODULI

La progettazione ha permesso di realizzare distanziatori a collare composti da un numero ridotto di elementi, a parità di diametro del tubo di linea: in tal senso, la stabilità del distanziatore a collare è nettamente superiore.


FLESSIBILITA' DELLA FASCIA

La fascia che supporta i pattini del distanziatore a collare ha una certa flessibilità (vedi foto) per consentire al collare una perfetta aderenza al tubo di linea, anche se ovalizzato o con superficie irregolare e non perfettamente pulita.

Da evitarsi la curvatura prestampata della fascia dei moduli e la rigidità della stessa, dovuta a spessori inadeguati.

Infatti, in questo caso, la curvatura del modulo non può corrispondere a quella effettiva del tubo di linea (per ragioni di tolleranze e deformazioni ed inoltre perché lo stesso modulo copre una gamma di diametri di tubi differenti).

Il risultato è una scarsa superficie di adesione e nel caso peggiore (raggio di curvatura inferiore a quello del tubo) possono presentarsi impuntature con abrasioni di eventuali rivestimenti protettivi del tubo di linea.


SICUREZZA DI SERRAGGIO

La progettazione dei distanziatori a collare della gamma "Eurospacer" deve garantire la stabilità della interferenza di tenuta del cuneo/registro sui moduli che compongono la fascia, sia durante l'operazione di montaggio e serraggio (effetto vibratorio) che durante la fase di inserimento della condotta nel tubo di protezione (effetto temperature).

Il progetto ha l'obiettivo di impedire qualunque movimento radiale di distacco dei cunei/registri dai moduli.


DISTANZA TRA I PATTINI

La progettazione dei distanziatori a collare della gamma "Eurospacer" ha l'obiettivo di ridurre la spaziatura fra i pattini dei collari:

  • Magnum Eurospacer : 60-70 mm
  • Midi Eurospacer : 50 mm
  • Mini Eurospacer : 35 mm
  • Fast Eurospacer : 21 mm (vedi News)

Si realizza così una corona di pattini quasi continua: è maggiore la resistenza a sollecitazioni torsionali (accidentali da imperfezioni o sistematiche come nei tubi elettrosaldati). Inoltre la resistenza all'usura risulta decisamente incrementata per la collaborazione fra pattini contigui.

Regolazione dell'aderenza Il distanziatore a collare è reso aderente al tubo di linea attraverso una regolazione progressiva e millimetrica che distende uniformemente la fascia sul tubo stesso.


SCELTE PROGETTUALI

La progettazione dei distanziatori a collare della gamma "Eurospacer" si è sviluppata intorno alle due variabili che caratterizzano il prodotto in oggetto, cioè la definizione della forma e il materiale per garantire un sistema di chiusura stabile ed efficace con registrazione continua e progressiva.


DEFINIZIONE DELLA FORMA

Il progetto della forma dei moduli dei distanziatori isolanti a collare "Eurospacer" è avvenuta attraverso la modellizzazione 3D che ha permesso la verifica degli sforzi (analisi FEM, stress analisys, ADAMS), la stampabilità dei pezzi (moldflow analisys) e la simulazione a fatica (I-Deas, FE Fatigue).

Questa procedura ha permesso di simulare le prestazioni, non solo di famiglie di soluzioni differenti ma anche di varianti dimensionali apparentemente insignificanti (raggi di attacco, dei pattini, forma dei risalti di tenuta, bombature dei pattini) che risultano determinanti nel resistere alle sollecitazioni accidentali.

La soluzione prescelta, sulla base delle simulazioni, è stata implementata e confermata dai test effettivi di riferimento (vedi Risultati dei test).

I distanziatori isolanti a collare "Eurospacer" sono la soluzione ottimale ad esigenze contrastanti quali la flessibilità ed elasticità della fascia verso la solidità e planarità dei pattini.



SCELTA DEL MATERIALE

Le caratteristiche salienti che il materiale deve garantire sono:

  • la resistività elettrica
  • la rigidità dielettrica
  • la resistenza alla compressione, (creep)
  • il basso coefficiente di attrito
  • resistenza all'urto

Un primo orientamento è stato quello di considerare tecnopolimeri suscettibili di stampaggio ad iniezione (per garantire livelli di costo compatibili).

In particolare sulla base della esperienza nell'uso delle stesse e delle schede tecniche relative si è ristretta la scelta a:

  • Polietilene ad alta densità (HDPE)
  • Poliammide
  • Polipropilene

Una prima serie di prove effettuate su provini per testare le caratteristiche di cui sopra hanno portato all'esclusione del polipropilene, essenzialmente per una sua intrinseca fragilità (soprattutto nelle installazioni a basse temperature) che determinava scheggiature dei provini su urti accidentali che simulano le asperità, irregolarità dei tubi di protezione.

Le prove di compressione e di scorrimento in un tubo di cemento armato (Contattaci per ricevere copia dei Test di caratterizzazione), effettuati con collari completi in HDPE e Poliammide, non hanno messo in evidenza differenze apprezzabili sia per quanto riguarda il coefficiente di attrito, l'usura e i cedimenti a compressione.

La scelta di riferimento è quindi di proporre i distanziatori isolanti a collare in HDPE con una formulazione specifica.

La soluzione in Poliammide è tuttavia disponibile per applicazioni caratterizzate da sovra temperature ambiente (ad es. teleriscaldamento).

Il prodotto ha colore bianco, il colore naturale della resina:

  • garanzia intrinseca di qualità
  • nessun additivo che possa compromettere le caratteristiche qualitative della resina
  • evidenza immediata di alterazioni eventuali (sporcizia, abrasioni accidentali per urti durante il montaggio, etc.

In particolare si è esclusa la pigmentazione nera per garantire l'alta capacità dielettrica dei distanziatori isolanti a collari.


RISULTATI SPERIMENTALI

RESISTENZA ALL'USURA

I risultati delle prove effettuate secondo la norma "- Sliding test, effettuate su tubi di acciaio saldati elicoidalmente (carrier: 48"; casing: 60"),con distanziatori di altezza 41 mm (1,6") con percorrenza elevata da 120 m a 300 m (900 ft) ha dato questi risultati:

- nessun pattino presenta usura superiore a 1 mm (vedi foto)

I capitolati d'appalto normalmente ammettono in questo caso un massimo del 10% pari a 4,1 mm per attraversamenti di soli 120 m (rifer. pattino distanziatore di altezza 41 mm).


RESISTENZA ALLA COMPRESSIONE

I risultati delle prove effettuate secondo i Test di compressione (Contattaci per visionarli) hanno dato i seguenti risultati:

  • gli elementi distanziatori (i pattini di scorrimento) non presentano deformazioni permanenti apprezzabili (prima fase della prova a compressione con carico di 15.000 N)

  • gli elementi distanziatori si deformano in modo permanente riducendo l'altezza dei pattini senza mostrare segni di rottura o inizio di fessurazione (seconda fase distruttiva della prova a compressione con carico di 250.000 N). La forma finale è quella di un fungo (vedi foto risultati test).

Per ulteriori dettagli è possibile visualizzare i risultati dei test sperimentali relativi ai singoli prodotti:

CAPACITA' DIELETTRICA

Le misure effettuate sui distanziatori isolanti a collare non evidenziano nessun degrado, provocato dal processo di stampaggio ad iniezione, delle caratteristiche intrinseche del materiale HDPE altamente isolante con una rigidità dielettrica di 150 Kv/mm (DIN 53481).


CONCLUSIONI


I distanziatori isolanti a collare della gamma "Eurospacer" rispondono pienamente alle specifiche richieste attualmente nei capitolati di appalto per quanto riguarda, in particolare:

  • resistenza alla usura da abrasione
  • resistenza al carico
  • isolamento/prevenzione della corrosione


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