Quali tipi di tubi e raccordi può unire una saldatrice per elettrofusione?

Come funziona la giunzione per elettrofusione e perché è importante la compatibilità dei materiali

La giunzione per elettrofusione funziona facendo passare una corrente elettrica attraverso un filo di resistenza incorporato nella superficie interna di un raccordo. Il filo riscalda il polimero circostante, fondendo contemporaneamente sia il foro del raccordo che la superficie esterna del tubo. Le due zone fuse fondono sotto pressione controllata e, una volta raffreddate, formano un'unione resistenza pari o superiore alla parete del tubo stesso .

Poiché il processo si basa sulla fusione termica di catene polimeriche compatibili, la compatibilità dei materiali tra tubo e raccordo non è negoziabile . Non è possibile saldare per elettrofusione un tubo in PE in un raccordo in PVC o unire tipi di polimeri diversi senza raccordi di transizione. Il tubo e il raccordo devono essere realizzati con la stessa famiglia di polimeri o chimicamente compatibili affinché si verifichi il legame molecolare.

• Temperatura di fusione: Tipicamente 210°C–230°C per polietilene — ottenuto all'interno della parete del raccordo durante il ciclo di saldatura
• Tempo del ciclo di saldatura: Da 40 secondi a oltre 30 minuti a seconda delle dimensioni del raccordo e dello spessore della parete
• Tempo di raffreddamento: Deve essere osservato prima che l'articolazione venga disturbata, in genere Da 5 minuti a 2 ore a seconda della temperatura ambiente e delle dimensioni del raccordo
• Lettura codici a barre/RFID: Le moderne macchine per elettrofusione leggono un codice a barre o un tag RFID sul raccordo per impostare automaticamente i parametri di saldatura corretti, eliminando errori di immissione manuale

Tubi in polietilene (PE): l'applicazione principale

Il tubo in polietilene è il materiale preponderante unito dalle saldatrici per elettrofusione. Il tubo in PE è classificato in base al suo Forza minima richiesta (MRS) , espresso nella designazione del grado: un numero più alto indica una maggiore resistenza alla pressione a lungo termine.

Confronto dei gradi PE

PE100-RC: il grado preferito per l'elettrofusione in condizioni difficili

PE100-RC (Resistenza alle crepe) è un composto PE100 potenziato con una resistenza significativamente migliorata alla crescita lenta delle crepe e alla rapida propagazione delle crepe. È il materiale preferito per i metodi di installazione senza scavo — perforazione direzionale orizzontale (HDD), rottura di tubi e rivestimento scorrevole — dove la superficie del tubo è soggetta a carico puntuale, abrasione e stress meccanico che lo standard PE100 non può sopportare in modo affidabile. L'elettrofusione è il metodo di giunzione preferito per PE100-RC poiché crea un giunto senza giunture senza sporgenze esterne che potrebbero impigliarsi durante le operazioni di estrazione.

Gamma di diametri per elettrofusione PE

• Diametro piccolo (20 mm–125 mm): Allacciamenti servizi, linee domestiche, attacchi contatori, piccole irrigazioni laterali
• Diametro medio (125 mm–315 mm): Condotte di distribuzione, acquedotto condominiale, reti di distribuzione gas
• Diametro grande (315 mm–630 mm): Condotte idriche, grandi linee di trasporto gas, condotte di processi industriali
• Diametro molto grande (630 mm–1200 mm): Grandi progetti infrastrutturali, interconnessioni di impianti di trattamento delle acque: richiedono macchine per elettrofusione ad alto rendimento con tempi di ciclo estesi

Tipi di raccordi elettrosaldabili compatibili con tubi in PE

I raccordi per elettrofusione sono componenti appositamente progettati contenenti il filo di resistenza incorporato che genera calore durante la saldatura. Ogni tipo di raccordo soddisfa una specifica esigenza di configurazione della tubazione.

Raccordi a sella: maschiatura sotto tensione senza interruzione della fornitura

I raccordi a sella per elettrofusione meritano un'attenzione speciale perché consentono un'operazione di valore unico: aggiunta di una connessione di derivazione a una rete pressurizzata e sotto tensione senza interrompere l'alimentazione . La sella viene fissata e saldata all'esterno del tubo esistente. Dopo la saldatura e il raffreddamento, una taglierina incorporata viene ruotata per forare la parete del tubo, creando la connessione di derivazione mentre la conduttura rimane pressurizzata. Questa capacità è fondamentale per i servizi di acqua e gas che non possono permettersi interruzioni della fornitura durante l’espansione della rete.

Tubo in polietilene reticolato (PEX).

Il tubo PEX è ampiamente utilizzato in impianti idraulici per acqua potabile calda e fredda, sistemi di riscaldamento a pavimento radiante e reti di teleriscaldamento . È prodotto in tre varianti – PEX-a, PEX-b e PEX-c – in base al metodo di reticolazione utilizzato durante la produzione. Tutti e tre possono essere uniti utilizzando l'elettrofusione, ma solo con raccordi appositamente progettati per PEX — i raccordi standard elettrosaldabili in PE non sono compatibili.

• Intervallo di temperatura operativa: Il tubo PEX è classificato per l'uso continuo a fino a 95°C — significativamente superiore rispetto al tubo in PE standard (tipicamente limitato a 60°C per applicazioni a pressione)
• Gamma di diametri per elettrofusione: Tipicamente 16 mm–110 mm nelle applicazioni dei servizi per l'edilizia
• Applicazione chiave: Sistemi di tubazioni preisolate per teleriscaldamento in cui il tubo di trasporto funziona a temperature e pressioni elevate che il PE standard non è in grado di gestire
• Limitazione importante: Il PEX non può essere saldato per fusione di testa: l'elettrofusione è la soluzione migliore disponibile solo il metodo di giunzione per fusione termica per tubi PEX, rendendo i raccordi elettrosaldabili compatibili essenziali per qualsiasi sistema PEX che richieda giunti di fusione

Sistemi di tubi in polipropilene (PP).

Viene utilizzato il tubo in polipropilene lavorazione chimica, impianti idraulici per acqua calda, drenaggio di laboratori e lavorazione di alimenti e bevande grazie alla sua resistenza chimica superiore e alla capacità di temperatura più elevata rispetto al PE. Il tubo in PP è disponibile in diversi gradi:

• PP-H (omopolimero): Massima rigidità e resistenza chimica: utilizzata nelle condotte chimiche industriali
• PP-R (copolimero casuale): Prestazioni superiori dell'acqua calda, classificate per l'uso continuo a fino a 70°C a 10 bar — lo standard per l'impianto idraulico caldo e freddo negli edifici
• PP-RCT (copolimero casuale avanzato): Valori nominali di pressione e temperatura più elevati rispetto al PP-R: sempre più utilizzato nei sistemi di teleriscaldamento e di acqua calda industriale

È richiesta la giunzione per elettrofusione del tubo in PP Raccordi elettrosaldabili specifici per PP con parametri di saldatura calibrati per la diversa temperatura di fusione del polipropilene (circa 260°C — superiore a PE). Alcuni produttori di macchine per elettrofusione offrono macchine dual-mode in grado di gestire raccordi sia in PE che in PP attraverso il riconoscimento automatico dei parametri dal codice a barre del raccordo.

Tubi compositi multistrato

I tubi compositi multistrato – detti anche tubi multistrato o tubi compositi alluminio-plastica – sono costituiti da a Strato interno in PE o PEX, uno strato barriera in alluminio e uno strato esterno in PE o PEX legati insieme. Sono ampiamente utilizzati nei collegamenti di riscaldamento a pavimento, impianti idraulici e servizi del gas perché lo strato di alluminio impedisce la permeazione dell'ossigeno e riduce l'espansione termica.

Richiede la giunzione per elettrofusione di tubi multistrato raccordi specialistici progettati specificatamente per la struttura composita . Il raccordo deve accogliere sia il diametro esterno del tubo che lo strato interno di alluminio senza compromettere la barriera. I giunti standard per elettrofusione in PE non possono essere utilizzati su tubi multistrato: lo strato di alluminio impedisce la fusione completa necessaria per una giunzione sana.

• Gamma di diametri compatibili: Tipicamente 16mm–63mm per servizi edili tubo multistrato
• Requisito chiave: Lo strato di alluminio deve essere rimosso dall'estremità del tubo prima dell'inserimento nel raccordo elettrosaldabile: è necessario seguire scrupolosamente le istruzioni del produttore
• Metodi di unione alternativi: Molti sistemi di tubi multistrato utilizzano raccordi a pressione o a compressione anziché elettrofusione: l'elettrofusione viene utilizzata laddove è specificamente richiesto un giunto completamente saldato e non smontabile

Materiali per tubi che non possono essere uniti mediante elettrofusione

Comprendere i limiti dell’elettrofusione è importante quanto conoscerne le capacità. I seguenti materiali per tubi sono non compatibile con la saldatura per elettrofusione e richiedono metodi di unione alternativi:

Applicazioni industriali per tipo di tubo e sistema

Requisiti critici di preparazione dei tubi prima della saldatura per elettrofusione

Indipendentemente dal materiale del tubo o dal tipo di raccordo, la preparazione della superficie è il fattore più critico nella qualità dei giunti per elettrofusione . The pipe surface must be mechanically scraped to remove the oxidized outer layer and then cleaned with approved isopropyl alcohol (IPA) wipes. Failure to scrape is the leading cause of electrofusion joint failure in field conditions.

• Profondità di raschiatura: Un minimo di 0,1–0,3 mm must be removed from the pipe outer surface using a rotary pipe scraper or manual scraper tool — the full insertion length must be scraped
• Pulizia: Pulire la superficie raschiata con un panno pulito e privo di lanugine imbevuto di alcool isopropilico immediatamente prima dell'inserimento del raccordo: non toccare mai la superficie pulita a mani nude
• Correzione dell'ovalità: Le estremità dei tubi non circolari devono essere arrotondate nuovamente utilizzando fascette per arrotondamento tubi prima dell'inserimento del raccordo: gli spazi tra il tubo e il foro del raccordo impediscono la fusione completa
• Allineamento: Tubo e raccordo devono essere mantenuti in preciso allineamento assiale durante la saldatura e il raffreddamento utilizzando morsetti di allineamento: il movimento durante il ciclo di fusione causa difetti nei giunti