PE100 es la tercera generación de PE para tuberías.
Tiene un equilibrio óptimo de tres propiedades clave:
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Resistencia mínima requerida (MRS): proporciona resistencia a la fluencia y resistencia a largo plazo.
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Resistencia al agrietamiento por tensión (a veces denominada resistencia al crecimiento lento del agrietamiento).
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Resistencia a la rápida propagación de grietas.
La tubería HDPE PE100 es fácil de instalar, liviana, flexible, libre de corrosión y tiene una vida útil de hasta 100 años. Se puede unir mediante fusión a tope o electrofusión para crear una red de presión sin fugas para gas o agua. Para las aplicaciones sin zanja, la fusión a tope se utiliza más ampliamente porque da como resultado un perfil exterior liso sin protuberancias que puedan causar dificultades al introducir la tubería en el suelo o en la tubería principal.
Propiedades de las tubería PE y HDPE PE100
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Resistencia mínima requerida (MRS): 10,0 MPa (1450 psi)
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Presión base de diseño hidrostático (HDB): 1600 psi (11 MPa)
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Resistencia a la compresión permitida: 7,93 MPa
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Resistencia a la tracción en el límite elástico: 23 MPa
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Elongación de rotura: >600%
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Módulo de elasticidad (50 años): 200 MPa
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Módulo de flexión: 1000 MPa
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Relación de Poisson: 0,45
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Coeficiente de expansión térmica: 1,3 x 10-4 °C-1
Coeficientes de fricción:
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Colebrook-Blanco: 0.00152mm
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Hazen-Williams: 150-155
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Manning: 0,009 (agua); 0,010 (aguas residuales)
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Resistencia a la temperatura de la tubería PE
Las propiedades de la tubería HDPE PE100 se determinan a temperaturas estándar de 20 °C o 23 °C. Estas propiedades pueden verse afectadas significativamente por la temperatura, por lo que a temperaturas más altas las propiedades, incluida la MRS, disminuyen. A temperaturas más altas puede ser necesario aplicar factores de reducción a MRS y, en consecuencia, a MOP. Algunos Códigos y Normas definen los factores de reducción que deben aplicarse; AWWA C901 y C906 por ejemplo. De lo contrario, existen factores de reducción estándar que se pueden aplicar en el diseño. ISO13761:1996 define los factores de reducción que se aplicarán al MOP a temperaturas más altas. Estos se muestran a continuación.
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Temperatue °C
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20
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25
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30
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35
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40
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Pressure Reduction Factor
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1.00
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0.93
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0.87
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0.80
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0.74
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En los EE. UU., la tabla A.2 del Manual de tuberías de polietileno del Plastics Pipe Institute incluye los siguientes factores de reducción. La correlación con los factores ISO es clara.
diseño. ISO13761:1996 define los factores de reducción que se aplicarán al MOP a temperaturas más altas. Estos se muestran a continuación.
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Temperatue °F (°C)
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73 (32)
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80 (27)
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90 (32)
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100 (38)
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Pressure Reduction Factor
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1.00
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0.94
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0.86
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0.78
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Resistencia a la abrasión
Esta es una consideración en tuberías de elevación/impulsión de aguas residuales en las que hay sólidos transportados con el agua y las secuencias de operación de la bomba pueden resultar en que los sólidos rocen a lo largo de la parte interior de la tubería. PE100 tiene la mejor resistencia a la abrasión de los materiales de tuberías de presión comúnmente utilizados.
La magnitud del desgaste depende del ángulo de impacto y del tipo de material que se está erosionando. En ángulos de impacto cercanos a 90 grados (abrasión por impacto), la tasa de desgaste erosivo es mayor en materiales frágiles y menor en materiales dúctiles. En materiales dúctiles, las repetidas partículas que chocan deforman plásticamente la superficie para generar residuos de desgaste. En el caso de materiales frágiles, el impacto provoca que las partículas de material se rompan como restos de desgaste. Los materiales frágiles son menos resistentes al desgaste que los materiales dúctiles en condiciones de erosión por impacto. En ángulos de impacto bajos (erosión abrasiva) ocurre lo contrario. Los materiales más duros resisten mejor la acción de ranurado o arado del flujo de partículas abrasivas.
Existe una relación aproximada entre la dureza y la resistencia máxima del material. La cantidad de desgaste abrasivo disminuye a medida que aumenta la resistencia/dureza del material de la tubería. Para resistir la abrasión, el sistema de tuberías debe ser más duro que el material que se transporta. Las tasas de desgaste de diversos materiales de tuberías suelen ser similares, siempre y cuando su dureza sea mayor que la de la lechada, por lo que seleccionar un material de tubería considerablemente más duro que el material transportado no ofrece ninguna ventaja en términos de desgaste y normalmente cuesta más. Por el contrario, cuando el mineral es más duro que la tubería, se produce un aumento muy repentino y pronunciado en la tasa de desgaste abrasivo.
Existen distintos tipos de desgaste que se experimentan en un sistema de tuberías típico. Los tramos rectos suelen experimentar erosión abrasiva. Las transiciones de tamaño y los cambios de dirección experimentan tanto erosión abrasiva como abrasión por impacto y deben diseñarse teniendo esto en cuenta.
Carga de sobretensión y fatiga
Proceso de diseño para cargas por sobrecarga y fatiga de tubería HDPE PE100
Tipos de tubería PE PE100
Además de la tubería HDPE PE100 convencional, existen varias variantes que se han desarrollado para aplicaciones específicas.
PE100RC
RC indica resistencia al agrietamiento. PE100 RC es una resina que tiene una mayor resistencia al agrietamiento por tensión mientras mantiene el mismo MRS y resistencia a la rápida propagación de grietas que el PE100 convencional. Está pensado para su uso en condiciones más severas y es especialmente adecuado para métodos sin zanjas. En Europa, aproximadamente el 25% del uso de PE100 en aplicaciones sin zanjas, tanto en instalaciones nuevas como en rehabilitación, es PE100 RC.
Los materiales PE 100 bimodales con alta resistencia a la propagación lenta y rápida de grietas se clasifican según lo establecido en PAS (Especificación disponible públicamente) 1075 – Tuberías fabricadas en polietileno para técnicas de instalación alternativas: dimensiones, requisitos técnicos y pruebas. En PAS 1075, que es un complemento a las normas y directrices existentes, existen tres tipos diferentes de tuberías RC:
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Tipo 1: Tubos monocapa de pared maciza fabricados en PE 100 RC
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Tipo 2: Tuberías con capas protectoras dimensionalmente integradas de PE 100 RC
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Tipo 3: Tuberías con dimensiones conformes a DIN 8074/ISO 4065 con una carcasa protectora exterior. Tubo interior fabricado en PE 100 RC.
Generalmente los tipos 1 y 2 se utilizan para aplicaciones en zanjas abiertas donde no se utiliza lecho de arena. El tipo 3 se usa más comúnmente para aplicaciones sin zanjas.
PE100RT
RT indica resistencia a la temperatura. PE100 RT es una resina que tiene una mayor resistencia a temperaturas más altas manteniendo las mismas propiedades mecánicas que el PE100 convencional. Está diseñado para usarse cuando la temperatura ambiente o del fluido es constantemente superior a 50 °C. Este material se utiliza más comúnmente en aplicaciones industriales y de agua caliente y relativamente raramente en redes enterradas de agua o gas. Pero en determinadas regiones y aplicaciones cálidas puede ser necesario.
Tubería PE de barrera
Ciertos gases y líquidos pueden atravesar el PE. Por lo tanto, cuando una tubería HDPE PE100 se coloca en un terreno contaminado y el fluido en la tubería debe protegerse de la contaminación, por ejemplo cuando se transporta agua potable, entonces es necesaria una tubería de barrera. El tubo de barrera se coextruye con una capa de barrera intercalada entre capas de PE100. La capa barrera suele ser una lámina de aluminio, pero también puede ser un polímero especial como EVOH.
Los tubos de barrera PE100 son fabricados por varios fabricantes de PE. Ejemplos son:
Sistemas de radio: Puriton
Egeplast GmbH: SLA
Sistemas de tuberías de PE GPS: Protecta-Line
Tubería PE revestida
La tubería recubierta de HDPE PE100 tiene una capa exterior coextruida más dura, generalmente de polipropileno, para proteger el PE100 en condiciones de instalación más severas. Es especialmente adecuado para técnicas sin zanjas, como perforación direccional y rotura de tuberías, donde puede existir riesgo de dañar la tubería durante la instalación. En ciertas tuberías recubiertas de HDPE PE100, como ProFuse, la capa exterior se puede pelar para permitir que los acoplamientos de electrofusión se fusionen directamente al PE. Esta capa pelable tiene el beneficio adicional de mantener limpia la superficie de PE para la electrofusión.
Las tuberías recubiertas de PE100 RC generalmente son tuberías de tipo 3 según PAS1075.
Varios fabricantes fabrican tubos revestidos de PE100. Ejemplos son:
Sistemas de radio: ProFuse
Egeplast GmbH: SLM
Vida útil de la tubería: tubería robusta
Otros tubería PE coextruidos
La coextrusión de PE100 permite fabricar varias variantes de tubos adicionales, a menudo con varias capas, cada una con una función diferente. Estos incluyen revestimientos internos, revestimientos internos y externos y capas o tiras conductoras para el control de fugas o la detección de tuberías. Las tuberías con capas o tiras de detección tienen alguna aplicación en instalaciones sin zanjas porque métodos como la perforación direccional no permiten que se entierren cintas marcadoras de advertencia sobre la tubería.
Varios fabricantes tienen tubos particulares multicapa HDPE PE100 y pueden proporcionar más información, por favor contáctenos en WhatsApp:
+8615093167295
etiqueta: tubería pe
