Tipi di tubi per linee del gas sotterranee: HDPE vs acciaio, codici e suggerimenti per l'installazione

La risposta breve: polietilene, con acciaio rivestito come supporto

Il tubo in polietilene ad alta densità (HDPE), prodotto secondo ASTM D2513, è il materiale che oggi la maggior parte degli appaltatori del gas specifica per una linea sotterranea di gas naturale. Non si corrode, i suoi giunti saldati per fusione sono abbastanza resistenti da essere trattati come tubi continui e può piegarsi attorno alle ostruzioni senza richiedere un singolo raccordo sotterraneo. Il tubo in acciaio rivestito è la seconda opzione legittima ed è ancora richiesto in alcune località, servizi ad alta pressione o condizioni insolite del terreno. Rame, ferro nero, PVC e acciaio non protetto non dovrebbero essere interrati in una trincea per il gas a meno che un codice specifico o un elenco del produttore non lo dicano.

Questa conclusione è importante perché i guasti alle tubazioni del gas sotterranee non sono come i guasti alle tubazioni in superficie. Una piccola perdita sotto un vialetto può passare inosservata per anni e per ripararla è necessario scavare l'intera linea. La selezione dei materiali non è quindi un esercizio di preferenza; è una decisione di conformità al codice e di sicurezza.

Perché il tubo in HDPE è diventato l'impostazione predefinita per le linee del gas sotterranee

Il tubo in polietilene per servizio gas è un prodotto collaudato e regolamentato, non un tubo in plastica generico. È prodotto specificatamente secondo lo standard ASTM D2513 e generalmente appare come un tubo SDR 11 con una striscia identificativa e contrassegni stampati che indicano la classe del materiale e la pressione nominale. Per la maggior parte dei sistemi di distribuzione del gas residenziali e commerciali, la resina PE4710, venduta anche come PE100 in molti mercati globali, è il tipo di materiale richiesto dalle specifiche attuali.

Tre caratteristiche spiegano perché l’HDPE domina il mercato clandestino:

• Resistenza alla corrosione. Il polietilene non richiede avvolgimento, rivestimento o protezione catodica, il che significa che non c'è nulla che si degradi nel tempo in un terreno umido o acido.
• Giunti di fusione. La fusione di testa e l'elettrofusione uniscono i tubi in PE fondendo insieme i materiali, producendo un giunto privo di perdite e spesso più resistente della parete stessa del tubo. Sotto il livello del suolo non sono necessari accoppiamenti meccanici, filettature o giunti cementati con solvente.
• Durabilità sotto movimento del terreno. Il tubo in PE può flettersi con l'assestamento del terreno, il movimento del gelo e anche un'attività sismica minore senza fessurarsi, il che rappresenta un grande vantaggio rispetto ai tubi metallici rigidi.

Esistono tuttavia delle condizioni legate all'uso del tubo del gas in PE. Poiché il materiale non è metallico, la normativa richiede un filo tracciante interrato con il tubo in modo che futuri scavi possano individuare la linea. Il tubo in PE deve inoltre essere protetto dalla luce solare diretta durante lo stoccaggio e non è destinato a percorsi fuori terra esposti. In un'installazione tipica, la linea PE passa all'acciaio o al CSST fuori terra in corrispondenza di un montante situato in corrispondenza del contatore o della parete dell'edificio.

Quando i funzionari del codice o le condizioni del progetto richiedono tubi in acciaio

L'acciaio rimane il materiale specificato per molti impianti di gas sotterranei, in particolare in progetti commerciali e industriali dove pressioni operative più elevate, rischio di danni meccanici o modifiche locali al codice del gas combustibile favoriscono una linea metallica. Il materiale di base del codice è un tubo di ferro battuto o acciaio Schedula 40 di peso standard, zincato o altrimenti protetto dalla corrosione.

La sola zincatura, tuttavia, non è una protezione sufficiente per l’acciaio sepolto nella maggior parte dei terreni. La pratica accettata è quella di avvolgere il tubo con un sistema di protezione dalla corrosione come un rivestimento scozzese, un nastro protettivo applicato in fabbrica o un rivestimento in polietilene estruso e, in terreni aggressivi, viene aggiunto un sistema di protezione catodica ingegnerizzato. L'acciaio nero non protetto sepolto nel terreno inizierà a corrodersi rapidamente; la ruggine esterna, combinata con i composti di zolfo interni presenti nel gas naturale, riduce drasticamente la durata.

Anche i tubi in acciaio presentano un problema di giunzione: un giunto filettato Schedule 40 è accettabile in molti codici, ma le connessioni filettate sono un punto di perdita comune quando il tubo è soggetto a flessione e vibrazioni prolungate dovute all'assestamento del terreno. Per questo motivo, molti appaltatori preferiscono che i tratti di acciaio siano saldati anziché filettati quando il tratto verrà interrato.

Scegliere l'acciaio quando un'azienda del gas, un ispettore locale o una specifica tecnica lo richiede esplicitamente, quando la profondità di sepoltura deve essere minima o quando la linea attraverserà un'area in cui il terreno è così roccioso che un tubo di plastica potrebbe essere perforato dal materiale di riempimento prima che venga coperto. Altrimenti, l’HDPE sarà quasi sempre la scelta più semplice, più economica e di più lunga durata.

Materialei delle tubazioni da tenere lontani da una trincea del gas

Alcuni materiali che sono perfettamente adeguati per le tubazioni dell'acqua, del drenaggio o del gas interno non dovrebbero essere interrati in un sistema del gas. Sapere quali rifiutare è importante quanto sapere quale acquistare.

Tubo in ferro nero è il materiale standard per le linee interne del gas in molti edifici, ma non ha protezione dalla corrosione e non deve essere interrato direttamente. Rame è stato proibito dalla maggior parte dei codici sui gas combustibili perché i composti di zolfo nel gas naturale attaccano il rame, producendo incrostazioni corrosive che possono guastarsi in pochi anni. PVC è l'errore di identificazione più comune tra gli acquirenti meno esperti: il tubo di scarico in PVC non è né classificato per la pressione del gas né consentito dal codice e i suoi giunti cementati con solvente possono aprirsi quando il terreno si muove. CSST è progettato per corse di gas flessibili interne; solo le versioni specifiche per l'interramento diretto elencate possono essere installate nel sottosuolo e anche quelle devono in genere essere instradate attraverso un condotto e collegate al sistema di messa a terra.

Regole di installazione applicabili a qualsiasi linea del gas sotterranea

Il miglior tubo del mondo non passerà l'ispezione se viene interrato in modo errato. Il Codice internazionale del gas combustibile e il Codice residenziale internazionale, che costituiscono la base della maggior parte delle normative locali sulle tubazioni del gas, stabiliscono requisiti verificabili che si applicano sia ai sistemi in polietilene che a quelli in acciaio.

• Profondità di sepoltura. In genere è necessario che le linee del gas abbiano almeno 12-18 pollici di copertura, con una copertura più profonda sotto i vialetti e le aree di traffico dei veicoli. Le autorità locali possono aumentare tale profondità; controllare il foglio di modifica prima dello scavo.
• Filo tracciante e nastro segnaletico. Le tubazioni non metalliche devono essere installate con un filo tracciante continuo che corre fino a un punto di prova e molte giurisdizioni richiedono anche un nastro di avvertenza rilevabile sopra il tubo per avvisare gli escavatori.
• Protezione del rinterro. Il primo strato di terreno di riporto dovrà essere privo di sassi e detriti taglienti; sabbia o terra fine sono comunemente usati per proteggere il tubo e qualsiasi rivestimento da eventuali danni.
• Prova di pressione. Le tubazioni sotterranee devono essere sottoposte a prova di pressione prima del riempimento della trincea, in modo da individuare eventuali perdite mentre sono ancora accessibili.
• Permesso e ispezione. La maggior parte dei comuni richiede un permesso per qualsiasi lavoro sulle linee del gas e programmerà un'ispezione nella fase a cielo aperto. Lavorare senza l'ispezione invalida in molti casi la copertura assicurativa.

Ciascuno di questi requisiti esiste perché il tubo interrato non può essere ispezionato visivamente in seguito. Il costo per eseguire correttamente il lavoro al momento dell'installazione è irrisorio rispetto al costo di scavare un vialetto di cemento per trovare una perdita stenopeica.

Cosa cercare quando si acquista un tubo per un progetto di gas sotterraneo

Non tutti i tubi in polietilene sono approvati per il gas e non tutti i fornitori dispongono dei controlli di produzione necessari per fornire un prodotto coerente. Quando confronti i preventivi, verifica i quattro punti che separano un materiale conforme al codice da un rischio di responsabilità.

Innanzitutto, il tubo deve essere prodotto secondo uno standard riconosciuto per il gas, come ASTM D2513 in Nord America, ISO 4437 per il gas in molti mercati internazionali, o lo standard nazionale pertinente, e deve essere contrassegnato di conseguenza. In secondo luogo, dovrebbe essere composto da resina vergine PE4710 o PE100; I composti riciclati o di terze parti offrono costi inferiori ma non contengono i dati di rottura da stress richiesti dal servizio del gas. In terzo luogo, il produttore dovrebbe essere in grado di documentare il controllo di qualità attraverso un sistema di produzione certificato ISO 9001 e un laboratorio interno che testa ogni lotto. In quarto luogo, controllare la marcatura di tracciabilità sul tubo, che dovrebbe identificare il produttore, la classe del materiale, la pressione nominale e la data di produzione in stampa permanente.

I produttori che servono i mercati di esportazione del gas, come Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. a Shanghai, Cina, in genere strutturano la loro linea HDPE specificamente attorno a questi requisiti. Shanghai Zhongsu produce un dedicato Tubo in HDPE per gas distribuzione, gestisce una struttura di 70.000 metri quadrati e detiene la certificazione ISO 9001, ISO 14001 e OHSAS 18001, insieme a un laboratorio accreditato CNAS per prove su materiali e pressione. Il punto pratico per un acquirente è che una linea del gas è buona quanto la combinazione di qualità del materiale, controllo della produzione e qualità dell'installazione dietro di essa. Un tubo economico e non contrassegnato sepolto alla profondità sbagliata può annullare ogni altra parte di un sistema ben progettato.