Designazione del polietilene
La classificazione del polietilene, si basa sul MRS (Minimun
Required Strenght – Resistenza minima richiesta) che rappresenta
il valore minimo garantito del carico di rottura del materiale sotto-
posto ad una tensione circonferenziale, alla temperatura di 20°C
per 50 anni di servizio continuo. Tale parametro si estrapola in
modo statistico dalle curve di regressione, ottenute osservando
diversi campioni di provini sottoposti a diverse pressioni e tempe-
rature. I metodi più comunemente usati sono i test di resistenza
alla pressione idrostatica su campioni mantenuti in pressione alla
temperatura di 80°C e con valori di tensione circonferenziale varia-
bile in funzione del materiale. I test consentono di ottenere curve
di regressione estrapolate a 50 anni e 20 °C, di definire la tensione
circonferenziale idrostatica minima garantita e di individuare i punti
in cui le rotture si trasformano da duttili in fragili.
Il valore dell’MRS espresso in MPa, moltiplicato per 10, classifica il
tipo di polietilene (PE).
Es. MRS 8,0 X 10= PE80.
Consideriamo così i seguenti tipi di polietilene:
1a generazione MRS 6.3 (PE 63)
Le resine di prima generazione, realizzate con il sistema monomo-
dale, sono pressoché scomparse dal mercato a favore delle resine
di nuova generazione.
2a generazione MRS 8.0 (PE 80)
Queste resine prodotte inizialmente con il sistema monomodale e
successivamente anche con il sistema bimodale, rientrano nelle
resine con MRS 8.0. Con il processo di polimerizzazione bimodale,
si è migliorata la resistenza e rigidità nel tempo. La resina MRS
8.0 può essere prodotta sia con il sistema di polimerizzazione
monomodale sia di tipo bimodale ed è utilizzata sul mercato per
applicazione specifiche, come ad esempio il trasporto di gas
combustibile.
3a generazione MRS 10.0 (PE 100)
Questo materiale è classificato come resina MRS 10.0 e cono-
sciuto come polietilene di terza generazione. Nel processo di
produzione esclusivamente bimodale, la presenza elevata del
comonomero permette di avere un polietilene con caratteristiche
meccaniche decisamente superiori a quelle precedenti.
4.1.2. Proprietà del polietilene
Proprietà meccaniche
Il polietilene è una resina termoplastica a struttura parzialmente
cristallina, appartenente al gruppo delle poliolefine. Le costanti
sollecitazione meccaniche tendono, nel tempo, a deformare
la materia. L’influenza della temperatura sui materiali plastici si
evidenzia anche nel loro comportamento visco-elastico. Sotto
l’azione di una sollecitazione meccanica costante, il polietilene
subisce una deformazione e, una volta rimosso il carico, essa è
recuperata solo parzialmente. All’aumentare della temperatura,
tale comportamento è ulteriormente evidenziato. Quando si deve
operare ad una temperatura costante e continua maggiore di 20°C
la pressione di esercizio ammissibile (PFA) per condotte adibite al
trasporto acqua deve essere ridotta considerando i coefficienti di
riduzione indicati in tabella UNI EN 12201.
Tabella 1.
La pressione operativa (PFA) si ricava con la seguente equazione:
PFA = fT x fA x PN
fT Coefficiente della Tabella 1.
fA è il fattore di riduzione riferito all’applicazione (per il trasporto
d’acqua fA = 1).
PN è la pressione nominale.
Es: tubo PFA16 bar che lavora a 40° di T° = 16 x 0,74 = PFA 12 bar
Proprietà termiche
Il polietilene ha un elevato coefficiente di dilatazione termica, pari
a 0.2 mm/m °C. Ad esempio a 20°C un tubo lungo 1 m, portato a
40°C diventa 1m + 4mm, mentre a 0°C diviene 1m - 4mm.
Questo fenomeno è da considerare durante la posa, la lavorazione
e il riempimento dello scavo. Una volta interrata la dilatazione
termica è contenuta e difficilmente potrà influenzare la condotta
stessa. Il riempimento dello scavo dovrebbe essere fatto sempre
nella giornata e per brevi tratti, in maniera progressiva e monodi-
rezionale, per evitare sforzi sulle giunzioni dovuti ai ritiri delle tuba-
zioni durante le ore notturne. Il PE100 ha una conducibilità termica
0.45 W/m °K.
Proprietà chimiche
A temperatura ambiente, il polietilene è in grado di resistere alla
maggior parte degli agenti chimici.
E’ sconsigliato l’impiego per il trasporto di agenti molto ossidanti
quali acido nitrico concentrato e acido solforico fumante.
All’aumentare della temperatura la resistenza chimica del materiale
diminuisce.
Sotto i 60°C, il polietilene è praticamente insolubile in quasi tutti i
solventi, sia di tipo organico sia inorganico.
Per la scelta del polietilene per il trasporto di un particolare tipo
di fluido è opportuno che il progettista tenga in considerazione le
condizioni di esercizio della condotta, il tipo di fluido convogliato,
la pressione e la temperatura di esercizio. Per la compatibilità dei
materiali, vedere le tabelle delle pagine successive.
TEMPERATURA COEFFICIENTE
20°C 1,00
30°C 0,87
40°C 0,74
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