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Le dilatazioni termiche e le reti di tubazioni

Dilatazioni termiche reti di tubazioni

In fase di progettazione di un’installazione è assolutamente necessario considerare l’effetto delle dilatazioni (o contrazioni) termiche come risultato di un aumento o diminuzione della temperatura del fluido veicolato.

Al variare della temperatura, gli impianti idraulici, infatti, possono essere soggetti a sforzi meccanici tali da provocare danni meccanici all’installazione qualora non siano presi accorgimenti necessari a far fronte alle eventuali dilatazioni termiche.

Per compensare gli effetti dell’espansione o contrazione del metallo, in base alla struttura della rete e al materiale utilizzato, bisogna provvedere a:

pallinofornire lo spazio necessario per l’espansione;

pallinoposizionare correttamente i supporti fissi o scorrevoli;

pallinorealizzare delle linee di compensazione.

Per decidere quali accortezze adottare, bisogna prima di tutto calcolare la dilatazione termica del tubo che si andrà ad installare. A seconda del materiale impiegato, le tubazioni presenteranno diversi coefficienti di dilatazione termica.

Per calcolare la dilatazione termica bisogna utilizzare la seguente formula:

∆L = L • α • ∆T

Dove

∆L è l’allungamento globale [m]

L è la lunghezza del tubo [m]

ΔT è il salto termico [°C] ovvero la differenza fra la massima temperatura d’esercizio e la minima

α è il coefficiente di dilatazione termica (valore che varia in base al materiale considerato, vedasi tabella sotto).

tabella-coefficiente di dilatazione termica-ita

Oltre che con la formula, la dilatazione termica di un tubo può essere ricavata più facilmente anche attraverso grafici predefiniti: 

grafico-dilatazioni-acciaio-ita

Negli impianti con reti di distribuzione di piccole dimensioni, le dilatazioni termiche dei tubi coinvolti possono essere assorbite dall’elasticità “naturale” delle reti stesse. In caso quest’elasticità naturale non fosse sufficiente, si dovrà invece provvedere alla realizzazione di apposite linee di compensazione e/o all’utilizzo di supporti fissi o scorrevoli.

Le linee di compensazione più comunemente realizzate sono quelle che hanno forma geometrica a U (dette U bend), L e Z.

I compensatori a L e a Z possono essere ricavati anche dal normale percorso delle tubazioni all’interno della rete, posizionando opportuni supporti fissi o guide di scorrimento.

Al contrario, i compensatori a U (quadrati o rettangolari), di solito, devono essere realizzati appositamente.

Qui sotto, due esempi:

U bend quadrata

U bend rettangolare

U bend rettangolare

Per gestire al meglio le dilatazioni dell’impianto è importante, inoltre, curare attentamente la disposizione dei collari di fissaggio in prossimità del giunto di dilatazione affinché sia liberamente consentito al pezzo di esplicare l’azione di compensazione. In questo modo l’impianto ha la possibilità di dilatarsi correttamente senza dare luogo a deformazioni che potrebbero ridurre la tenuta delle giunzioni.

Per approfondire ulteriormente l’argomento, si consiglia la consultazione del manuale tecnico relativo a ciascuna gamma.

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