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Nelle spiegazioni che seguono, cerchiamo di chiarire i problemi legati alle prove di tenuta. Per i corsi di formazione completi, offriamo seminari pratici sulla nostra pista di prova di Haselünne.
Per la prova di pressione idraulica, consideriamo in dettaglio le procedure del metodo della perdita di carico. Sono:
- La procedura accelerata per condotte in ghisa duttile e acciaio con rivestimento in malta cementizia
- La procedura standard a influenza ridotta
- Il test di contrazione per le tubazioni in PE e PVC
- La procedura standard per tutte le condotte
Poiché la procedura standard può richiedere tre o quattro giorni nella pratica e il lavoro in un cantiere deve procedere il più rapidamente possibile, è stata sviluppata la procedura accelerata.
La procedura accelerata
La procedura accelerata è una prova di pressione interna per tubi in ghisa duttile (espandibile) e acciaio fino al DN600 con rivestimento in malta cementizia.
Fase preliminare / mantenimento della pressione
Viene applicata la pressione di prova STP (System Test Pressure). Non c’è un limite entro il quale l’attività di stampa deve essere eseguita. Per ottenere un elevato grado di saturazione, la pressione di prova STP viene mantenuta per mezz’ora con un pompaggio continuo, decisivo per la saturazione. Una pressione troppo bassa non può essere bilanciata prolungando la fase di mantenimento della pressione.
Test di perdita di pressione
Un volume d’acqua calcolato Verf. viene prelevato dalla sezione della condotta da testare alla pressione di prova STP.
Si misura la perdita di pressione Δp risultante. La linea è considerata adeguatamente sfiatata se la perdita di pressione misurata Δp è maggiore o uguale alla perdita di pressione minima Δpmin specificata nella tabella quando il volume d’acqua Verf. viene ritirato.
Dopo un test di perdita di pressione riuscito, la pressione deve essere nuovamente stabilita a STP.
Test principale
La perdita di pressione Δp (P1-P2) misurata durante la prova di perdita di pressione è la perdita ammissibile Δpzul nella prova principale.
La linea è considerata a tenuta se la perdita di pressione nella prova principale diminuisce costantemente agli stessi intervalli di tempo e non supera la perdita di pressione ammissibile Δpzul per la durata della prova principale. Poiché si ipotizza che la perdita di pressione sia essenzialmente legata alla saturazione del rivestimento in malta cementizia e che la saturazione diminuisca continuamente, è necessario che la perdita di pressione non rimanga la stessa negli stessi intervalli di tempo. Perché una perdita di pressione lineare indica una perdita!
A too low pressure cannot be balanced by extending the pressure keeping phase.
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Procedura standard a influenza ridotta
La procedura standard a influenza ridotta è un metodo di prova speciale per le condotte più grandi ≥ DN 400 con rivestimento in malta cementizia e funziona esclusivamente con il metodo della perdita di carico. Questa procedura richiede almeno due giorni. La pratica dimostra che può essere necessaria più di una settimana per raggiungere la completa saturazione. La procedura standard di minimizzazione dell’influenza è stata sviluppata perché nella routine lavorativa le condotte con diametro nominale molto grande sono difficili da testare o possono esserlo solo per periodi di tempo molto lunghi. Ciò è dovuto alle sacche d’aria presenti nei pori del calcestruzzo. La soluzione è quella di scegliere un’ampia perdita di pressione, pari al 10% della pressione di prova. Di conseguenza, l’aria ancora presente nei pori del rivestimento influisce meno sulla valutazione.
Test preliminare con prova di perdita di pressione integrata e successiva riduzione della pressione
Il test preliminare dura 24 ore e il processo viene eseguito come nella procedura standard. Se il test di perdita di pressione integrato e l’ulteriore mantenimento della pressione hanno esito positivo, il test preliminare è concluso. La pressione viene quindi ridotta di circa il 10% (ad esempio, da 21 bar a 19 bar per tubazioni con MDP = 16 bar).
Test principale
Dopo la perdita di pressione, si verifica un leggero aumento della pressione, a seconda del rivestimento in malta di cemento. Il successivo gradiente di pressione viene osservato per 3 ore per ridurre al minimo le fluttuazioni di temperatura. Il tempo di prova può essere prolungato di altre 1,5 ore o finché la temperatura non si uniforma durante il giorno. Dalla fine dell’aumento di pressione, la pressione non deve scendere di oltre 0,1 bar o 0,15 bar (con una proroga di 90 minuti).
La procedura di contrazione
Caratteristiche importanti da considerare:
- Le tubazioni in PE e PVC presentano un comportamento di espansione viscoelastica.
- Il comportamento di espansione è interrotto da una rapida perdita di pressione.
- Il calo di pressione porta a una contrazione del tubo. È questo che ha dato il nome al processo.
La temperatura del tubo deve essere compresa tra 5°C e 20°C. Abbiamo esperienza di clienti che hanno testato diverse linee a una temperatura di 7°C in un giorno con risultati negativi. Gli stessi tubi hanno superato il test il giorno successivo a circa 11°C senza problemi.
Anche le variazioni di temperatura in gran parte del percorso esposto, ad esempio a causa della radiazione solare, rappresentano un problema. Questo aspetto deve essere sempre tenuto in considerazione per la buona riuscita del test.
A partire da un volume di tubo di 20m3, l’insieme delle regole raccomanda di eseguire la procedura standard. Ciò è dovuto al fatto che è sempre più difficile aumentare la pressione entro i 10 minuti previsti.
Fase di rilassamento
Dopo che il tratto di tubazione da testare è stato riempito di acqua potabile ed è stato sfiatato, la tubazione deve essere depressurizzata per un’ora. Lo scopo è quello di ridurre le tensioni dipendenti dalla pressione nella parete del tubo. L’aria non può entrare nel sistema di prova.
Fase di pressurizzazione
Dopo la fase di rilassamento, la STP deve essere applicata in modo continuo e rapido (entro 10 minuti). Spesso ci viene chiesto se i 10 minuti devono essere rispettati esattamente. Il successivo rilassamento e la contrazione dipendono in larga misura dal rapido aumento della pressione. Nessuno può definire esattamente un limite. Ma se le fasi successive e i risultati saranno positivi, anche un tempo di 12-13 minuti sarebbe accettabile e senza problemi per noi.
Fase di mantenimento della pressione
La pressione di prova del sistema viene mantenuta per un periodo di 30 minuti mediante pompaggio continuo o a intervalli. Qui è possibile vedere le più svariate soluzioni di pompaggio in pratica presso i clienti. La semplice accensione e spegnimento della pompa non è contemporanea e spesso causa fluttuazioni di pressione dell’ordine di diversi bar. Il tasso deve fluttuare al massimo di 1 bar intorno allo STP. Le pompe di prova appropriate svolgono questo compito molto meglio, anche con volumi di tubo ridotti.
Test preliminare
Nella fase di riposo di un’ora (test preliminare), la tubazione si espande in modo viscoelastico.
Perdite di pressione ≥ 20% durante il test preliminare comportano l’interruzione del test. La sezione di prova deve essere esaminata per verificare l’assenza di perdite. Il test deve essere ripetuto all’inizio della fase di rilassamento.
Se il test preliminare ha esito positivo (caduta di pressione <20%), è possibile continuare il test.
Test di scarico
Un prerequisito fondamentale per valutare la tenuta è una ventilazione sufficiente, che viene verificata con la prova di drenaggio.
È necessario eseguire una rapida riduzione della pressione (<2min) da una pressione specificata.
L’acqua drenata Vab deve essere misurata e non deve superare il volume d’acqua consentito Vzul. Una ventilazione sufficiente è dimostrata solo con Vab≤Vzul.
Se il volume d’acqua è superiore a quello consentito, il test deve essere interrotto. Risciacquando di nuovo, idealmente con il pigging, si stabilisce l’assenza di aria.
La riduzione della pressione e il prelievo dell’acqua non sono così facili. La quantità di acqua da rimuovere è minima, soprattutto se le sezioni dei tubi sono corte e il volume interno della linea è basso; inoltre, a una pressione di circa 15 bar, anche quest’acqua viene rapidamente spruzzata di lato. Pertanto, è importante che il personale operativo si eserciti in questo senso e si abitui al rilascio e all’estrazione della pressione.
Test principale
L’espansione viscoelastica della tubazione viene interrotta dalla rapida perdita di pressione durante la prova di drenaggio.
Questo porta a una contrazione della conduttura. L’aumento di pressione causato dalla contrazione deve essere registrato per un periodo di 30 minuti (test principale).
Il test principale è stato superato se la linea di pressione che appare nel corso del tempo di contrazione di 30 minuti mostra una tendenza crescente o costante.
Se la linea di pressione mostra una tendenza al ribasso durante questo periodo, ciò indica una perdita all’interno della sezione di prova.
La durata del test deve quindi essere prolungata di 60 minuti. La perdita di pressione non deve essere superiore a 0,25 bar, misurata dal valore massimo durante la fase di contrazione.
Se la pressione diminuisce di oltre 0,25 bar, anche il test principale esteso è fallito.
Il test ha esito positivo se sono soddisfatti i seguenti criteri:
- Perdita di pressione 20% STP durante il test preliminare
- Prova di assenza di riduzione della pressione dell’aria stabilita con Vab ≤ Vzul
- Aumento a tendenza costante durante la prova principale (o superamento dell’estensione con ΔP ≤ 0,25 bar)
La procedura standard
La procedura standard è adatta a tutti i materiali e a tutte le dimensioni. Viene spesso utilizzata quando i metodi più rapidi non possono essere utilizzati a causa della lunghezza della linea o della dimensione.
Corso del test
- Riempire senza aria
- Fase di accumulo della pressione senza limiti di tempo
- Test preliminare: Da 1 ora a 24 ore, a seconda del materiale e del DN
- Test di perdita di pressione: senza limiti di tempo
- Test principale: Da 1h a 25h, a seconda del materiale e del DN
Test di perdita di pressione
La prova di perdita di pressione viene eseguita non prima di un’ora dall’inizio della prova preliminare. Prelevare una quantità d’acqua tale da provocare una caduta di pressione di 0,5 bar nella tubazione (caduta di pressione del tubo piccolo DN/corto 1 bar).
- Si applica quanto segue: ΔV ≤ ΔVzul
Se il volume drenato è inferiore al volume consentito, il tubo è sufficientemente ventilato.
Il volume ammissibile viene calcolato con la seguente equazione:
Vzul volume d’acqua massimo ammissibile in ml
Δp perdita di pressione misurata (0,5 bar o 1 bar)
ID diametro interno del tubo in mm, senza tener conto del rivestimento ZM
KW modulo di compressione dell’acqua in N / mm2 (2027 N / mm2)
ER modulo di elasticità del materiale del tubo in N / mm2
Per tutti coloro che hanno preso lezioni di matematica molto tempo fa, la formula sembra complicata. In sostanza, è il volume del tubo, tenendo conto delle inclusioni d’aria, in relazione alla perdita di pressione misurata e al modulo di elasticità dell’acqua e del materiale del tubo. Da ciò si calcola la variazione massima di volume in ml, il nostro Vzul.
Nota sui tubi in plastica (PE 80, PE 100, PE-X)
In aggiunta alla versione precedente del foglio di lavoro DVGW W400-2, quando si esegue la prova principale, si deve notare che, come risultato della perdita della pressione di prova di 2 bar, si verifica una deformazione elastica plastica del tubo di plastica, per cui, come nel caso della prova di contrazione, si può osservare un aumento della pressione.
Per PE 80, PE 100 e PE-X, la procedura standard viene utilizzata in modo modificato. All’inizio del test principale, la pressione viene rapidamente ridotta di 2 bar. Successivamente viene eseguito il test principale e viene misurata la differenza di pressione tra il valore massimo durante il test principale e la pressione finale. La differenza di pressione deve essere inferiore a 0,1 bar all’ora.
Procedura standard sui tubi in plastica (PE 80, PE 100, PE-X)
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