Spiegazione delle dimensioni del tubo in HDPE: SDR, diametro esterno, diametro interno, spessore della parete e pressione

Un tubo in HDPE da 160 mm sembra una specifica completa, finché due fornitori non citano lo stesso diametro nominale con spessori di parete molto diversi. Uno offre DSP 11 con parete da 14,6 mm; l'altro DSP 17 con parete da 9,5 mm. Entrambi sono "tubi in HDPE DN160". Tuttavia il primo è valutato per una pressione di esercizio di 16 bar, mentre il secondo è limitato a 10 bar. Questa singola differenza modifica il costo della condotta, la sua capacità di flusso e il profilo di rischio dell’intera installazione. Comprendere le dimensioni dei tubi in HDPE non significa leggere un righello. Si tratta di sapere come il diametro esterno, lo spessore della parete e la classe SDR interagiscono per definire cosa può effettivamente fare un tubo.

Dimensioni del tubo in HDPE: diametro esterno, diametro interno e spessore della parete

Il tubo in HDPE è dimensionato in base al suo diametro esterno nominale (OD), secondo ISO 4427 ed EN 12201. Il tubo in polietilene non è dimensionato in base al foro interno come lo sono molti sistemi di tubi in acciaio. Il diametro interno (ID) è sempre un valore derivato:

ID = OD - 2 × spessore della parete

Lo spessore della parete stesso è espresso attraverso il rapporto dimensionale standard:

SDR = diametro esterno/spessore della parete

Per ogni dato diametro esterno, una parete più spessa aumenta la pressione nominale ma riduce l'area di flusso. Poiché la parete rappresenta solo una parte del diametro esterno totale, il foro di un tubo DSP 11 è notevolmente più piccolo del foro di un tubo DSP 17 della stessa dimensione esterna. Selezionare una dimensione del tubo significa quindi scegliere una coppia di valori: il diametro esterno che si adatta al progetto idraulico e la classe SDR che fornisce la capacità di pressione e la rigidità richieste.

Figura 1. Vista isometrica dell'estremità di un tubo in HDPE che mostra diametro esterno, diametro interno e spessore della parete. L'anello verde è la parete solida del tubo.

Dimensioni standard dei tubi in HDPE e classi SDR

Tubo in polietilene ad alta densità (HDPE) in PE100 con molteplici valori di pressione Questo tubo in HDPE è realizzato in materiale PE100 e disponibile in gradi di pressione da PN6 a PN16. Si collega tramite saldatura a caldo e si adatta all'irrigazione, ai collegamenti domestici e alle linee di alimentazione più grandi in un'ampia gamma di dimensioni nominali. Visualizza il prodotto →

Il tubo in HDPE è prodotto in dimensioni nominali da 20 mm a 1600 mm di diametro. I tubi di piccole dimensioni (20–32 mm) sono comunemente venduti in bobine per irrigazione, ali gocciolanti e collegamenti domestici. Le dimensioni medie (50–160 mm) sono disponibili in rotoli o barre diritte, mentre i diametri maggiori sono forniti in lunghezze diritte di 6 m, 12 m o 15 m. La tabella seguente elenca le dimensioni nominali comuni con i corrispondenti spessori delle pareti per due classi SDR ampiamente utilizzate.

Lo schema è coerente: maggiore è il DN, più spesso è il muro per lo stesso SDR. Un tubo DN315 SDR 11 ha una parete di 28,6 mm, paragonabile alla parete di un tubo in acciaio di valore simile, il che spiega il sostanziale risparmio di peso durante la movimentazione dell'HDPE in cantiere.

SDR: il rapporto dietro i valori di pressione dei tubi in HDPE

Gomito da 90 gradi in HDPE per sistemi di tubazioni PE100 Questo gomito a 90 gradi consente curve ad angolo retto nelle tubazioni in HDPE, semplificando i layout e adattandosi alle transizioni multidirezionali. Realizzato in PE100, offre resistenza allo scorrimento viscoso e isolamento elettrico per una progettazione del sistema flessibile e durevole. Visualizza il prodotto →

Il valore SDR fa molto di più che definire la geometria: fissa il livello di pressione. Per il materiale PE100, la pressione nominale è calcolata come:

PN = 20 × MRS / (C × (SDR - 1))

dove MRS è la resistenza minima richiesta (10 MPa per PE100, 8 MPa per PE80) e C è il coefficiente di progettazione, solitamente 1,25 per applicazioni con acqua. Applicando questa formula si ottengono le classi di pressione nominale mostrate nella Figura 2.

Figura 2. Pressione nominale del tubo PE100 HDPE per classe SDR, calcolata a 20 °C con un coefficiente di progettazione di 1,25.

SDR 11 è la classe più comunemente specificata per le condotte in pressione perché fornisce una pressione nominale di 16 bar, adeguata per la maggior parte della distribuzione idrica municipale, con un costo del materiale ragionevole. SDR 17 (PN 10) viene utilizzato per condutture a gravità e irrigazione a bassa pressione. Laddove sono previsti picchi di pressione o temperature operative elevate, DSP 9 o DSP 7.4 forniscono il margine di sicurezza necessario. La stessa logica si applica ai raccordi: un gomito o un T con fusione di testa deve avere lo stesso SDR del tubo in modo che lo spessore della parete del giunto corrisponda.

Come scegliere la giusta dimensione del tubo in HDPE

La scelta del diametro inizia dai requisiti idraulici e non dalla tabella dei tubi. Una volta fissata la portata di progetto, il foro interno determina la velocità e la perdita di carico e ciò porta a un diametro esterno standard. La classe di pressione determina quindi lo spessore della parete. La Figura 3 mette a confronto lo spessore della parete a DN160 tra le comuni classi SDR: un riferimento utile per valutare se una parete SDR 17 più sottile ed economica può soddisfare la richiesta di pressione.

Figura 3. Spessore della parete di un tubo in HDPE DN160 nelle classi SDR. Un SDR inferiore significa parete più spessa, pressione nominale più elevata e foro interno più piccolo.

Un pratico flusso di lavoro di selezione:

1. Calcolare l'area di flusso richiesta. Utilizzare una formula idraulica (Darcy–Weisbach o Hazen–Williams) insieme alla portata di progetto e a una velocità accettabile, in genere da 0,5 a 2,0 m/s nei sistemi idrici, quindi scegliere il diametro esterno standard più piccolo adatto.
2. Convertire la pressione operativa in una classe PN. Includere la pressione di picco nel calcolo. Selezionare una classe SDR che copra la prevalenza massima, compreso il colpo d'ariete.
3. Tenere conto dei carichi esterni. L'interramento profondo, il carico del traffico e l'assestamento del suolo possono richiedere un SDR (muro più spesso) inferiore a quello imposto dalla sola pressione.
4. Verificare la compatibilità di raccordi e valvole. Tutti i componenti devono corrispondere al diametro esterno e all'SDR del tubo; i giunti per elettrofusione e per fusione di testa dipendono dalla identica geometria della parete. Il nostro guida passo passo all'acquisto dei tubi in PE segue questo processo dal preventivo alla consegna.

Errori comuni durante la lettura delle dimensioni dei tubi in HDPE

Giunto per elettrofusione in HDPE con struttura in PE100 e rame Questo giunto per elettrofusione combina PE100 e rame per giunti robusti con forte tenuta e resistenza alla corrosione. Funziona in ambienti acidi, alcalini o salini e semplifica l'installazione garantendo connessioni affidabili e senza perdite. Visualizza il prodotto →

Gli errori di approvvigionamento di solito si manifestano in cantiere, non in ufficio. Questi sono gli errori relativi alle dimensioni che vediamo più spesso:

• Specificando solo il diametro nominale. Il "tubo da 160 mm" non definisce la capacità di pressione. Indicare sempre l'SDR o lo spessore della parete e il grado del materiale, ad esempio "DN160 PE100 SDR11".
• Supponendo che il foro interno corrisponda alla dimensione nominale. Poiché l'HDPE è dimensionato in base al diametro esterno, un tubo DN160 SDR11 ha un diametro interno di circa 130,8 mm, mentre un tubo DN160 SDR17 ha un diametro interno di circa 141 mm. Le apparecchiature selezionate sul diametro maggiore possono avere prestazioni inferiori se installate su un tubo con pareti più spesse.
• Combinazione di classi SDR nella stessa pipeline. Un giunto di fusione di testa tra il tubo SDR 11 e SDR 17 non è conforme alla normativa poiché la mancata corrispondenza dello spessore della parete impedisce una corretta saldatura. Gli accoppiamenti elettrosaldabili hanno lo stesso requisito.
• Ignorando l'effetto della temperatura sulla pressione nominale. I valori PN del catalogo sono validi a 20 °C. A 40 °C, secondo le linee guida comuni per la progettazione dei tubi in PE, la pressione consentita per il PE100 è inferiore di circa il 25%, il che impone di fatto una selezione di SDR inferiore.
• Dimenticando che lo spessore della parete ha delle tolleranze. La norma ISO 4427 definisce tolleranze negative rispetto allo spessore nominale della parete, pertanto il diametro interno effettivo può essere leggermente maggiore di quello calcolato. Ciò influisce sia sull'area del flusso che sullo stress del cerchio.

Quando la corrispondenza delle dimensioni è fondamentale, soprattutto per giunti elettrosaldabili e connessioni flangiate, verificare la disponibilità del raccordo rispetto alle dimensioni del tubo scelte prima di finalizzare il programma. Il nostro catalogo prodotti è un punto utile da cui iniziare.

Domande frequenti