Prove tecniche di
validazione
Dimostrazione
dell’esperienza pratica
in camera climatica
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Prove tecniche di validazione-Dimostrazione
dell’esperienza pratica in camera climatica
Scopo della sperimentazione
Problema:
•Mancanza dei dati di saldabilità;
•Validazione del procedimento di saldatura;
•Qualificazione del personale;
•Omologazione dei materiali;
•Verifica dell’idoneità delle attrezzature;
Soluzione:
•Costruzione di Test Assembly nelle reali condizioni di cantiere;
•Saldatura di condotte in PEad a –5 C° e +40 C°;
•Introduzione degli “errori” di costruzione;
•Qualifica comprensiva di materiali uomini e attrezzature;
•Prove di breve e lungo termine sui pezzi costruiti;
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Progetto Test Assembly
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Piano di fabbricazione e controllo per la
costruzione del Test Assembly
Fasi operative e istruzioni per l’assemblaggio
1. Identificazione corrispondenza ordine-bolla
2. Controllo documentazione di accompagnamento
3. Controllo visivo e dimensionale del materiale da saldare
4. Condizionamento in camera climatica di materiali e attrezzature
5. Taglio spezzoni per TA De 200
6. Taglio spezzoni per TA De 110
7. Tracciatura profondità d’inserzione del manicotto
8. Raschiatura delle tubazioni con utensile tornitore o a mano TA De 200/TA De 110
9. Misura della tolleranza di accoppiamento derivante dalla raschiatura
10. Pulizia con detergente delle superfici dei tubi e del manicotto
11. Inserzione del manicotto
12. Disallineamento del giunto
13. Misura e registrazione della resistenza dei fittings alle temperature di progetto
14. Controllo e registrazione dei dati rilevanti dei fittings
15. Lancio del ciclo di elettrofusione
16. Controlli previsti dalla specifica
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Progetto di manutenzione
Il progetto non può esimersi dalla possibilità di interventi di manutenzione (emergenza e non)
Operazione di schiacciamento
(UNI EN 12106)
Per operazioni di manutenzione su reti gas è
normalmente utilizzata la tecnica dello schiacciamento
E’ necessario verificare il comportamento della zona della
condotta sottoposta a schiacciamento nel periodo di vita
utile mediante prove di lungo termine
Disallineamento
Si vuole verificare che un disassamento massimo di 1,5°
garantisca comunque l’efficienza del giunto nel caso di
interventi di manutenzione in cui non è possibile l’uso di
allineatori
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Controlli previsti dalla specifica
Tipo di imperfezione
Saldatura per fusione
Spaccatura
Non applicabile
Area del giunto non riempita
Non permesso
Area del giunto non saldata
Inclusione di materiale carbonizzato
Non applicabile
Inclusione di materiale non fuso
Colatura di materiale dentro il tubo, % rispetto allo spessore del tubo 
Materiale fuso, 25%
Buona qualità = simmetria senza depressioni (vedi punto
B.2.1.1. della
UNI EN 12007)
Simmetria del cordolo 
< 1,5° 
Disallineamento
< 10% spessore 
Larghezza del cordolo 
 20% del valore di qualifica
Rimozione del cordolo 
Assenza di contaminazioni porosità
Flessione rovesciata del cordolo rimosso 
Assenza di fessurazioni i
Assenza di raschiatura al di fuori del manicotto 
Non permessa ***
Assenza di indicazione della profondità di inserzione del tubo nel manicotto
Non permessa ***
 solo per elettrofusione
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 solo per testa-testa
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Programmazione attività preparatorie alla
costruzione dei Test Assembly
1. Taratura e collaudo macchine saldatrici;
2. Messa a punto delle istruzioni operative
3. Aggiornamento qualifiche saldatori
4. Definizione prove di breve termine
5. Definizione prove di lungo termine
6. Registrazione
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Reperimento delle risorse
Personale
Interno al gruppo
Macchine
Interno al gruppo
Camera
climatica
Marina
Militare/Mariperman
Vasche per
invecchiamento
(Lunghezza
min. 3 ml)
IIp Lunghezza insufficiente
IIS Nessuna vasca
I fornitori hanno messo a
disposizione n. 3 laboratori dotati
di vasche
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Personale
Per l’intero programma di prove in camera climatica della durata di 20 giorni
lavorativi sono stati impegnati a rotazione:
n.1 Responsabile del progetto
n.4 Coordinatori di saldatura (UNI 10761)
n. 1 Addetto alla rilevazione dei dati
n. 8 Saldatori PEad (UNI 9737)
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Scelta delle macchine saldatrici
Vantaggi:
Saldatrici
•Minimizzazione dell’errore umano;
Elementi termici per contatto
(conformi alla UNI 10565)
Saldatrice automatica mod. Gator 350
•Rapidità inserimento/estrazione
termoelemento;
•Rapidità accostamento tubi;
•Registrazione dei dati di saldatura;
•Riproducibilità totale delle saldature;
•Disponibilità in azienda;
Elettrofusione (conformi alla UNI 10566)
Vantaggi:
Saldatrici polivalenti dotate di
memoria:
•Registrazione automatica dei
dati significativi del fitting
• Hurner mod. Hst 300
•Registrazione automatica dei
dati significativi di saldatura;
• Plasson mod. PF Polimatic
•Tracciabilità delle saldature;
Attrezzature ausiliarie: Raschiatori, spessimetro, termometro, tester
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Fornitori partecipanti al progetto
Acquedotti Italia S.r.l
AGRU Kunststofftechnik GmbH AUSTRIA Raccordi in PEAD
Fiver Srl (gruppo Plasson) ISRAELE Raccordi in PEAD/Macchine saldatrici
Fusion Provida Limited INGHILTERRA Raccordi in PEAD
Geco System S.p.a. Raccordi in PEAD
Hürner Italia S.r.l. - macchine saldatrici
Nupi S.p.a. Tubi in PEAD
Picenum Plast S.p.a. Tubi in PEAD
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Controllo dei materiali
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Prova di saldatura
Prova preliminare di saldatura testa a testa di due
tubi in PE 80
Cordolo ad “ali di gabbiano” simile al PE 100
Le prove di trazione rivelano una rottura
caratteristica del PE 80
Il coordinatore di saldatura decide di saldare con
i parametri previsti dalla norma Uni 10520 per il
PE 80
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Modifiche al progetto DE 200
Come progettato
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Come costruito
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Fabbricazione e controllo del Test Assembly
Fasi operative e istruzioni per l’assemblaggio
1. Controllo visivo e dimensionale del materiale da saldare
2. Taglio spezzoni per TA De 200
3. Taglio spezzoni per TA De 110
4. Tracciatura profondità d’inserzione del manicotto
5. Raschiatura delle tubazioni con utensile tornitore o a mano
6. Misura della tolleranza di accoppiamento derivante dalla raschiatura
7. Protezione della zona di raschiatura con manicotto e fasciatura
8. Condizionamento di tubazioni, fittings e macchine alle temperature
di progetto delle WPS (8 ore per macchine testa a testa, 4 ore per
fittings ed elettrofusione)
9. Pulizia con detergente delle superfici dei tubi e del manicotto
10. Inserzione del manicotto
11. Disallineamento del giunto
12. Misura e registrazione della resistenza dei fittings alle temperature
di progetto (Macchina)
13. Controllo e registrazione dei dati rilevanti dei fittings
14. Lancio del ciclo di elettrofusione
15. Registrazione dei dati in modo automatico e manuale
16. Controlli previsti dalla specifica
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Fasi anticipate per
garantire il rispetto
dei tempi
“Errori” di costruzione
Incompleta inserzione:
In un caso si è verificato l’inserzione parzialmente di un raccordo
Elettrofusione
Nella costruzione di tutti i Test Assembly non è stato utilizzato
l’accoppiatore, introducendo un disallineamento massimo di 1,5° tra i
componenti
Rilancio dei cicli di saldatura (E.F.):
N. 7 cicli interrotti e rilanciati dopo raffreddamento completo del raccordo
Cicli rilanciati alla temperatura di +40° n. 4 (Tap/TA9/TA3)
Cicli rilanciati alla temperatura di -5° n. 3 (TA1/TAP01)
Incisione del tubo in prossimità del manicotto:
Sul Test assembly n. 6 saldato a -5° era presente una incisione
superiore al 10% dello spessore del tubo, a 20 mm dal bordo
Testa a testa
Disallineamento fra i diametri esterni
• max 0,5 mm per D < 200mm
• max 1mm per D  200mm (in un caso fino a 2,1 mm)
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“Prove tecniche di validazione
Dimostrazione dell’esperienza pratica
in camera climatica”
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Sequenza di montaggio ottimizzata
In fase di costruzione dei T.a. si è ottimizzata la
sequenza di montaggio per contenere i tempi di
realizzazione e rispettare il programma.
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Raccolta dei dati
Fase critica della
sperimentazione: la
raccolta dei dati
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Combinazione di produttori e di resine
Durante l’esecuzione dei
T.A. si è cercato di
ottenere la massima
combinazione possibile
tra produttori di tubi e
raccordi
Se esaminiamo lo stesso
T.A. considerando le
resine utilizzate dai
produttori, le
combinazioni si riducono
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Tipologie delle prove effettuate
Prova di resistenza
idrostatica
80 °C per 1000 ore
secondo UNI EN 921:1995
Prova di resistenza alla
pressione interna
3 PN per un ora a 20 °C
secondo UNI 7616:1976 + A90:1979
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Prove di lungo termine con esito
negativo
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Prove di lungo termine con esito
negativo
Campione TA5 - rottura
tappo estremità (part. 8).
La frattura è stata
evidenziata con pennarello
bianco
Campione TA6 - rottura del
tappo di estremità (part. 1). Si
notano gli spruzzi d'acqua
fuoriuscire dalla frattura
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Prove di lungo termine con esito
negativo
Campione TA10 Macro
della rottura di tipo fragile
Campione TA10 - rottura
manicotto a 400 ore
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Rapporti di prova idrostatica
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Prova di scoppio
Tubo UNI EN 1555-2 SDR 11 S5
Invecchiamento 1000 ore alla pressione di
4.4.Mpa
Pressione alla rottura 40 bar
20080201-004
60
pressure [bar]
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
measure number
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Filmato prova di scoppio
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Esito prova di scoppio
Tubo UNI EN 1555-2 SDR 11 S5
Invecchiamento 1000 ore alla pressione di
4.4.Mpa
Pressione alla rottura 40 bar
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Conclusioni
• Tutti i campioni hanno superato le 165 ore previste dalle norme di prodotto:
• Non tutti i campioni hanno superato la prova delle 1000 ore;
• Nessun giunto testa a testa ha manifestato rotture;
• La maggioranza dei giunti per elettrofusione non ha manifestato rotture;
• Le rotture che si sono manifestate sono dovute al tipo di manicotto e non al
sistema di saldatura;
• Nessun tubo sottoposto a schiacciamento ed invecchiamento ha manifestato
rotture;
• In base alla prova di scoppio è confermata l’efficienza dei giunti e l’efficienza dei
tubi, che cedono a valori quattro volte superiori l’Mrs.
• Nessun cedimento dei giunti è stato causato dagli “errori” di posa;
• Il numero di giunti eseguiti, pari a 144 è da ritenersi un campione sufficiente;
La Specifica di saldatura è validata
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