Introduzione

I progetti minerari nelle regioni fredde collocano le condotte interrate in una combinazione di basse temperature, movimenti stagionali del terreno e difficili condizioni di manutenzione. Il rischio maggiore non è semplicemente che la temperatura dell’aria scenda sotto lo zero. I problemi sorgono quando l'acqua nel terreno circostante congela, si espande e sposta il terreno che sostiene la tubazione.

Per le linee di drenaggio delle miniere e di trasferimento dell'acqua, questo movimento può causare supporti irregolari, spostamenti dei giunti e deformazioni localizzate. Per le condotte dei liquami abrasivi, i movimenti del terreno possono anche aumentare lo stress attorno alle connessioni e ad altre sezioni vulnerabili.

In che modo il sollevamento del gelo influisce sulle condutture interrate

Il sollevamento del gelo si verifica quando il terreno ghiacciato sviluppa lenti di ghiaccio e spinge il terreno circostante verso l'alto. Durante lo scongelamento, il terreno potrebbe ammorbidirsi e depositarsi. Una tubazione che attraversa aree con diversa umidità del suolo, profondità del gelo o composizione del terreno può quindi subire movimenti irregolari anziché spostamenti uniformi.

I tubi flessibili possono sopportare alcune deformazioni, ma la flessibilità da sola non elimina il rischio. Il diametro del tubo, lo spessore della parete, la profondità di interramento, il sottofondo, il riempimento e la progettazione del giunto sono tutti fattori che influenzano le prestazioni. Un sottofondo scarsamente compattato o transizioni brusche tra diverse condizioni del terreno possono concentrare i carichi su un breve tratto di tubo.

Scelta tra UHMWPE, HDPE e SRTP

Vale la pena valutare l'UHMWPE per i liquami abrasivi delle miniere a causa della sua resistenza all'usura e del peso relativamente basso. Nelle regioni fredde, tuttavia, è necessario verificare anche le prestazioni documentate del prodotto selezionato alle basse temperature, il comportamento dei giunti e i limiti di installazione.

L'HDPE è un candidato per le condotte di drenaggio minerario e di trasferimento dell'acqua dove la classe di pressione, l'SDR, il supporto del terreno e le condizioni di temperatura sono adatti. La sua flessibilità può aiutare ad accogliere i movimenti del terreno, ma la pipeline richiede comunque un'adeguata progettazione del letto e del riempimento.

SRTP combina strati polimerici con rinforzo in filo di acciaio. Può essere preso in considerazione laddove il progetto richiede una struttura rinforzata di tubi in pressione, ma la sua risposta ai movimenti del terreno dipende dalla costruzione completa del tubo e dal sistema di collegamento. Il rinforzo non deve essere considerato come una protezione automatica contro il sollevamento o l'assestamento del gelo.

Parametri illustrativi delle specifiche dei tubi

La tabella seguente fornisce un quadro preliminare delle specifiche per la discussione del progetto. Questi sono esempi di dimensioni e classi SDR, non la conferma che ogni materiale per tubi sia disponibile in queste combinazioni o adatto per una particolare miniera.

Lo spessore della parete viene calcolato approssimativamente come diametro esterno diviso per SDR. Le classi di pressione indicate sono valori convenzionali di riferimento del PE100 a 20°C; non devono essere applicati automaticamente su UHMWPE o SRTP, altri mezzi, temperature elevate o qualsiasi prodotto del produttore.

Misure di installazione che riducono il rischio

Il percorso del gasdotto dovrebbe essere rivisto per il terreno sensibile al gelo, le acque sotterranee, i percorsi di drenaggio e le transizioni tra roccia e terreno più soffice. Ove richiesto, la progettazione dovrebbe prendere in considerazione l'interramento al di sotto della zona locale interessata dal gelo, un'idonea lettiera granulare, un riempimento controllato e la protezione contro cedimenti localizzati.

In corrispondenza delle connessioni, il progettista dovrebbe verificare la deflessione angolare consentita, il movimento assiale e la necessità di transizioni flessibili. La squadra di installazione dovrebbe inoltre prevenire danni ai tubi durante la movimentazione a basse temperature e seguire i requisiti del produttore per la giunzione.

Domande frequenti

È possibile utilizzare i tubi in HDPE in climi gelidi?

Può essere adatto a molte applicazioni in regioni fredde, ma è necessario verificare il grado specifico del materiale, il design del tubo, le condizioni operative e la procedura di installazione. Il movimento del terreno ghiacciato e la movimentazione a bassa temperatura richiedono una considerazione separata.

Una parete del tubo più spessa previene i danni causati dal gelo?

Non da solo. Lo spessore delle pareti influisce sulla capacità strutturale, ma movimenti irregolari del terreno, lettiera inadeguata e carichi articolari possono comunque causare problemi. È necessario progettare il sistema completo di tubi interrati.

L'UHMWPE è adatto per i liquami minerari nelle regioni fredde?

Può essere adatto laddove le sue prestazioni di usura e i limiti operativi corrispondono al servizio con liquame. Il produttore deve confermare i requisiti di bassa temperatura e di connessione del prodotto specifico.

Conclusione

L'affidabilità delle condutture nelle regioni fredde dipende dalla gestione del terreno attorno al tubo con la stessa attenzione con cui si seleziona il tubo stesso. La profondità del gelo, le acque sotterranee, la lettiera, il terreno di riempimento e il movimento dei giunti dovrebbero essere valutati insieme alla pressione operativa e al mezzo convogliato. Una progettazione specifica per il progetto è più affidabile rispetto alla scelta di un tubo basata solo sul nome del materiale.

Parola chiave primaria

selezione di condotte minerarie nelle regioni fredde

Parole chiave secondarie

progettazione di condotte antigelo, tubi in HDPE per clima freddo, tubi per liquami minerari UHMWPE, tubi in pressione SRTP, movimento del terreno delle condotte minerarie, insediamento di tubi interrati