Introduzione

Un tubo SRTP non viene realizzato posizionando un filo di acciaio all'interno di un tubo di plastica e quindi sigillandolo.

Il rinforzo e il polietilene devono diventare una parete composita stabile durante il processo di produzione.

Ciò richiede il controllo di diverse fasi collegate: estrusione del polietilene, posizionamento del filo di acciaio, incapsulamento del polimero, incollaggio degli strati, raffreddamento e ispezione finale.

Tra queste fasi, particolarmente importante è l'interazione tra PE fuso e armatura in acciaio.

Il filo deve rimanere nella posizione prevista mentre il polietilene lo circonda. Gli strati polimerici devono rimanere dimensionalmente stabili anche durante il raffreddamento.

Se queste condizioni non vengono controllate, il tubo finale potrebbe avere una superficie visivamente accettabile mentre la struttura composita interna sarà meno uniforme di quanto richiesto.

Il PE fa molto più che proteggere il filo di acciaio

Gli strati di polietilene svolgono diversi compiti in un tubo SRTP.

Lo strato interno in PE forma la superficie a contatto con il mezzo trasportato. Lo strato esterno in PE protegge il tubo dall'ambiente esterno. Tra di essi, il polimero circonda il rinforzo in acciaio e contribuisce a integrarlo nella parete del tubo.

Il rinforzo in acciaio fornisce il componente strutturale-ad alta resistenza.

Il PE garantisce continuità, tenacità, resistenza chimica e protezione.

Le prestazioni del tubo finito derivano dall'interazione di questi materiali.

Questo è il motivo per cui il processo di produzione non può trattare l’acciaio e il PE come due componenti indipendenti.

In che modo il PE circonda il filo di acciaio?

Durante la produzione, il polietilene viene lavorato allo stato fuso e formato attorno al rinforzo.

In questa fase, il flusso di polimero deve raggiungere gli spazi attorno al filo di acciaio in misura sufficiente per creare una struttura composita continua.

Il processo è influenzato da fattori quali la temperatura di fusione, il flusso del materiale, la stabilità dell'estrusione e la posizione del rinforzo.

Se il polimero non circonda adeguatamente il filo, vuoti o aree scarsamente riempite possono compromettere l'integrità della parete del tubo.

Se l'armatura si sposta durante l'incapsulamento, anche la distribuzione dello spessore attorno al tubo può cambiare.

L’obiettivo quindi non è semplicemente quello di coprire il filo.

L’obiettivo è quello di stabilire una struttura composita stabile e ripetibile.

L'interfaccia Acciaio-PE è diversa dalla fusione PE-PE

Le interfacce all'interno di una pipe SRTP non sono tutte identiche.

Il PE a contatto con il PE può formare una struttura polimerica continua quando la temperatura e le condizioni di lavorazione consentono una fusione adeguata.

Il contatto tra l'acciaio e il PE è diverso perché l'acciaio non è un materiale termoplastico.

Il polimero deve stabilire un contatto intimo con la superficie metallica preparata, mentre l'interfaccia deve rimanere stabile mentre la parete composita si raffredda.

Ciò rende i processi di preparazione della superficie del filo di acciaio e di incapsulamento in PE strettamente correlati.

Una buona superficie del filo non può compensare un incapsulamento inadeguato e una buona lavorazione del polimero non può compensare completamente una superficie di rinforzo scarsamente preparata.

Entrambi devono essere controllati.

Contrazione termica durante il raffreddamento

Il raffreddamento viene talvolta considerato come la fase finale dopo che il tubo è già stato formato.

Per un tubo composito multistrato, ciò non è del tutto accurato.

Il polietilene subisce una contrazione termica mentre si raffredda dalla temperatura di lavorazione alle condizioni ambientali.

L'acciaio e il polietilene non rispondono alle variazioni di temperatura esattamente nello stesso modo.

La parete composita sviluppa quindi tensioni interne durante il raffreddamento.

Se il raffreddamento non è uniforme, le diverse parti della parete del tubo potrebbero contrarsi a velocità diverse.

Ciò può influenzare la stabilità dimensionale e la posizione del rinforzo.

Per la produzione continua di tubi, le condizioni di raffreddamento devono quindi essere sufficientemente controllate per consentire alla parete composita di stabilizzarsi senza creare deformazioni inaccettabili.

Perché l'uniformità del raffreddamento è importante per tubi di-diametro grande

All’aumentare del diametro del tubo aumenta anche la quantità di materiale che forma la parete.

Una parete composita più grande non si raffredda necessariamente alla stessa velocità in tutto il suo spessore.

La superficie esterna può perdere calore più rapidamente delle regioni interne.

Se il raffreddamento non viene controllato adeguatamente, le differenze di temperatura possono rimanere all'interno della parete per un certo periodo di tempo.

Questo è uno dei motivi per cui il controllo dimensionale diventa sempre più importante quando si producono prodotti SRTP di-diametro maggiore.

Per una gamma di prodotti che copre DN50–DN600, le apparecchiature di produzione e le condizioni di raffreddamento devono adattarsi a dimensioni diverse dei tubi anziché trattare ogni diametro esattamente allo stesso modo.

Il legame degli strati determina l'integrità del composito

Un tubo multistrato dipende dal rapporto tra i suoi diversi strati.

Lo strato interno in PE, la regione di rinforzo e lo strato esterno in PE devono rimanere strutturalmente integrati.

Se si sviluppa una separazione tra gli strati, l'armatura in acciaio potrebbe non trasferire più i carichi attraverso la parete composita nel modo previsto.

L’incollaggio degli strati ha quindi una relazione diretta con l’integrità strutturale.

L'ispezione non dovrebbe concentrarsi solo sulla superficie esterna.

Le condizioni interne della parete composita sono importanti perché molte interfacce importanti vengono nascoste dopo la produzione.

Come viene valutato il tubo finito?

Un tubo SRTP finito normalmente necessita di più di un tipo di ispezione.

L'ispezione dimensionale verifica che il tubo soddisfi la dimensione specificata.

L'ispezione visiva può identificare difetti superficiali ed evidenti problemi di produzione.

I test idraulici valutano il tubo sotto pressione interna e forniscono informazioni sul suo comportamento nel sopportare la pressione.

A seconda del sistema di controllo della qualità-, l'ispezione può anche esaminare l'integrità della struttura composita e le condizioni delle interfacce.

Lo scopo è verificare che il processo di produzione abbia prodotto un tubo che si comporti come una struttura composita piuttosto che limitarsi a confermare che il diametro esterno sia corretto.

Prove idrauliche statiche

I test idraulici statici sono particolarmente importanti per i prodotti SRTP-a pressione nominale.

Ad esempio, la gamma di prodotti può includere le classi di pressione PN1.0, PN1.6, PN2.0 e PN2.5 MPa.

Le effettive condizioni di test dovrebbero corrispondere agli standard di prodotto applicabili e ai requisiti di controllo della qualità-e non essere selezionate arbitrariamente.

Durante le prove idrauliche, la parete del tubo è sottoposta a pressione interna per un periodo definito.

Il test valuta la stabilità del tubo sotto carico idraulico e può aiutare a identificare i problemi associati alla struttura composita.

Ciò è fondamentalmente diverso dal verificare se il tubo appare semplicemente uniforme dopo l'estrusione.

Cosa può dirci la separazione degli strati?

Se si verifica una separazione tra gli strati, ciò potrebbe indicare un problema in qualche punto della catena di produzione.

Le possibili cause possono includere un contatto interfacciale insufficiente, contaminazione, lavorazione instabile del polimero, movimento del rinforzo o condizioni di raffreddamento inadeguate.

Per questo motivo un difetto di separazione non dovrebbe essere trattato solo come un problema visivo isolato.

Può essere un indizio che la relazione tra i materiali o le fasi del processo non è stata adeguatamente controllata.

Ecco perché la tracciabilità e l’ispezione del processo sono importanti nella produzione di tubi compositi.

Parametri del prodotto SRTP

La pressione nominale e il diametro nominale descrivono il tubo finito, ma il processo di produzione determina se la struttura interna corrisponde effettivamente al progetto previsto.

Perché la coerenza della produzione è importante

SRTP è un prodotto composito continuo.

Un tubo può essere lungo 9 o 12 m, ma la struttura di rinforzo si estende ininterrottamente per tutta quella lunghezza.

Ciò significa che un problema di produzione che continua per diversi minuti può interessare una sezione significativa del tubo finito.

Un'estrusione stabile, una tensione stabile del filo, una posizione stabile del rinforzo e un raffreddamento controllato sono quindi più importanti del raggiungimento di una sezione di tubo perfetta.

La qualità della produzione è fondamentalmente una questione di ripetibilità.

Dal filo di acciaio alla parete del tubo composito

La trasformazione può essere intesa come una sequenza di stati materiali.

Il filo di acciaio inizia come materiale di rinforzo separato. Viene preparato, sottoposto a controllo della tensione-e modellato nel modello di rinforzo richiesto.

Il polietilene viene lavorato e portato attorno al rinforzo.

L'acciaio e il polimero diventano quindi parte della stessa parete del tubo.

Il raffreddamento stabilizza la struttura composita, mentre i test dimensionali e idraulici verificano il prodotto finito.

Ogni fase influenza quella successiva.

Questo è il motivo per cui la produzione di SRTP dovrebbe essere valutata come un processo integrato piuttosto che come diverse fasi di produzione indipendenti.

Conclusione

Le prestazioni di un tubo SRTP dipendono dall'efficacia con cui il filo di acciaio e il polietilene vengono trasformati in un'unica struttura composita stabile.

Il filo di acciaio fornisce il rinforzo, mentre il PE lo circonda e lo protegge e forma la parete continua del tubo.

Le fasi critiche della produzione comprendono il posizionamento del rinforzo, l'incapsulamento del polimero, il contatto interfacciale, l'incollaggio degli strati e il raffreddamento controllato. L'ispezione finale verifica quindi se il tubo finito ha le dimensioni e le prestazioni di pressione richieste.

Per i prodotti SRTP DN50–DN600 e classi di pressione come PN1,0–PN2,5 MPa, la coerenza della produzione è essenziale.

La vera qualità di un tubo composito non è visibile solo dall'esterno. Viene costruito all'interno del muro durante la produzione.

Domande frequenti

Perché il raffreddamento è importante dopo la combinazione del filo di PE e di acciaio?

Il raffreddamento stabilizza le dimensioni della parete composita. Poiché l’acciaio e il polietilene rispondono in modo diverso alle variazioni di temperatura, il raffreddamento incontrollato può contribuire alla variazione dimensionale e allo stress interno.

L'ispezione visiva è in grado di rilevare tutti i problemi di-unione dei livelli?

No. Alcune interfacce si trovano all'interno della parete del tubo e non possono essere valutate completamente dalla superficie esterna. Verifiche dimensionali, idrauliche e strutturali adeguate forniscono ulteriori informazioni.

Il filo d'acciaio è a diretto contatto con l'acqua trasportata?

Il rinforzo in acciaio è annegato nella struttura in polietilene. Lo strato interno in PE separa il rinforzo dal mezzo trasportato.

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