Oggetto: Requisiti dei materiali PE 100-RC nell’ambito della norma UNI EN 1555:2021
Cenni storici: Il primo impiego del polietilene (PE) nella fabbricazione di tubazioni utilizzate per la distribuzione del gas risale agli anni ’60. Da allora l’evoluzione tecnologica ha portato ad un notevole e continuo miglioramento sia della resistenza alla corrosione (che era la caratteristica inizialmente identitaria e più importante) che delle altre principali proprietà del materiale quali, ad esempio, la resistenza alla pressione ed alla propagazione della frattura fino alla produzione del PE 100.Negli ultimi anni è però emersa la necessità di un ulteriore step di sviluppo per la risoluzione di problematiche associate alla fase di posa, qualora la stessa non fosse eseguita a regola d’arte.
PE 100 “vs” PE 100-RC (Resistant to Crack):
Il PE 100-RC mantiene tutte le proprietà meccaniche del PE 100 ma ne rappresenta la sua naturale evoluzione, proprio grazie ad una migliore resistenza alla propagazione lenta delle cricche che possono generarsi durante la fase di installazione e posa in opera a causa, ad esempio, di graffi e/o incisioni.
I prodotti in PE 100-RC utilizzati per i sistemi di trasporto del gas richiedono pertanto prove aggiuntive e specifiche rispetto a quelle già previste per il PE 100 in accordo alla serie di norme UNI EN 1555:2021.
Nella tabella seguente sono riportate le quattro prove aggiuntive per il PE 100-RC (con i relativi requisiti).
Le prove NPT (Notch Pipe Test) e FNCT (Full Notch Creep Test) possono essere eseguite in condizioni accelerate.
La riga relativa al PE 100 è stata riportata al fine di dare evidenza dell’incremento ottenuto con lo sviluppo del nuovo materiale (RC); le prove in questione non sono infatti richieste per il polietilene tradizionale.
Metodi di analisi specifici per la valutazione del PE 100-RC:
- UNI EN ISO 13479:2022 “Metodo di prova per la propagazione lenta della fessura di tubi con intagli”
Si applica a:
• Materia prima (estrusa in forma di tubo)
• Prodotto finito: tubi - È possibile eseguire il test A-NPT immergendo i campioni in una soluzione di acqua miscelata con un apposito tensioattivo in modo tale da accelerare il processo di fessurazione. Questa prova permette di determinare la resistenza alla propagazione lenta di una fessura espressa in funzione del tempo di rottura, attraverso l’applicazione di una pressione idrostatica all’interno di un tubo intagliato longitudinalmente sulla sua superficie esterna tramite lavorazione meccanica. La prova è applicabile a tubi con spessore di parete maggiore di 5 mm.
- ISO 16770:2019 “Determination of environmental stress cracking (ESC) of polyethylene – Full-notch creep test” Si applica a:
- Materia prima
- possibile eseguire il test A-FNCT immergendo i campioni in una soluzione di acqua miscelata con un apposito tensioattivo in modo tale da accelerare il processo di fessurazione. Questa prova permette di determinare la resistenza alla fessurazione da stress ambientale espressa in funzione del tempo di rottura misurato (prova non accelerata) o interpolato ad un determinato valore di stress con, ad esempio, curva logaritmica (prova accelerata). Il test è eseguito applicando uno (prova non accelerata) o più (prova accelerata) carichi statici a trazione su provini di sezione quadrata con intagli complanari su tutte le facce al centro dei provini stessi che si trovano immersi in una soluzione di acqua miscelata ad un apposito tensioattivo.
- ISO 18488:2015 “Determination of Strain Hardening Modulus in relation to slow crack growth”
- Si applica a:
- Materia prima
- Prodotti finiti: tubi, raccordi, valvole
- Questa prova permette di determinare la resistenza alla propagazione lenta di una fessura attraverso la determinazione del modulo di indurimento da deformazione: più è alto, maggiore sarà la durata del materiale senza subire danni significativi anche in presenza di sollecitazioni esterne prolungate. I provini (di spessore pari a 0,3 mm) sono ricavati da fogli stampati a compressione e successivamente sottoposti ad un test di trazione all’interno di una camera termostatica settata ad una temperatura di 80°C ottenendo per ciascuno di loro una curva sforzo-deformazione.
- ISO 18489:2015 “Determination of resistance to slow crack growth under cyclic loading – Cracked Round Bar”
- Si applica a:
- Materia prima
- Prodotto finito: tubi
- Questa prova permette di determinare la resistenza alla propagazione lenta di una fessura espressa in funzione del numero di cicli (misurato o interpolato con curva log-log) ai quali avviene la rottura dei campioni in prova. I provini di forma cilindrica e intagliati sull’intera circonferenza al loro centro sono sottoposti ad un test di trazione ciclico (frequenza 10 Hz) con un range di carico costante. La geometria dei campioni è tale da assicurare un rapido inizio della frattura al fine di ridurre il tempo necessario alla rottura.
I vantaggi dell’utilizzatore finale di un manufatto in PE 100-RC:
Il metodo di installazione convenzionale per i sistemi di tubazioni in PE 100 è spesso la posa in trincea aperta con un letto di sabbia vagliata intorno al tubo.
Altre tecniche di installazione non convenzionali che utilizzano macchinari specializzati e tecniche “No-Dig” (senza scavo) risultano essere più economiche ma possono aumentare il rischio di graffi e danni al tubo durante la posa in opera.
L’utilizzo del materiale PE100-RC, grazie alla minore sensibilità all’intaglio ed alla ridotta velocità di propagazione delle fessure, aumenta la sicurezza, l’affidabilità e la durata del sistema di tubazioni, ed è quindi utilizzato soprattutto per:
a) l’installazione senza l’incorporazione di sabbia e il riutilizzo del terreno scavato in trincee aperte,
b) installazione con tecniche di installazione senza scavo,
c) ripristino di sistemi di tubazioni usando metodi di ristrutturazione.
Il ruolo di IIP nel processo di verifica e certificazione del PE 100-RC:
IIP Srl è un ente accreditato e riconosciuto a livello nazionale e internazionale per la certificazione e valutazione della conformità di prodotti plastici. Le certificazioni rilasciate da IIP Srl sono riconosciute non solo in Italia, ma anche negli altri paesi, garantendo così l’accettazione dei manufatti in PE100-RC in vari mercati.
IIP Srl ha un ruolo chiave nel fornire una garanzia di qualità e sicurezza attraverso:
• test rigorosi che includono prove idrauliche, fisiche, meccaniche e quelle specifiche per il PE 100-RC (A-NPT, A-FNCT, SHT e CRB), che verificano la qualità del materiale in termini di resistenza e durata a lungo termine.
• controlli costanti poiché, oltre alle prove di laboratorio, IIP effettua verifiche periodiche sui processi produttivi dei fabbricanti per garantire che i manufatti in PE100-RC continuino a soddisfare i requisiti di qualità. Gli audit valutano non solo i prodotti finiti, ma anche i sistemi di produzione e controllo, assicurando che le metodiche di fabbricazione e controllo qualità siano conformi ai requisiti stabiliti dalle norme UNI EN 1555 e UNI ISO 4437.