Os métodos de ensaio de tubos de polietileno para transporte de fluidos

Entre as vantagens do tubo de polietileno, algumas se destacam. Oferecem uma maior variedade de diâmetros e classes de pressão, tem alta resistência química, à abrasão e impactos. São imunes à corrosão, possui baixo efeito de incrustação e baixa rugosidade. Caracterizado por sua soldabilidade e atoxidade, são de fácil manuseio e instalação, sendo mais leves e flexíveis que os tubos comuns e possuem uma boa vida útil e excelentes características hidráulicas. Conheça os requisitos e métodos de ensaio para fabricação e recebimento de tubos de polietileno para transporte de fluidos em temperaturas de até 40 °C, com máxima pressão de operação de até 2,5 MPa, projetados para vida útil de 50 anos.

tubo2Da Redação –

A tubulação de polietileno é uma solução eficaz quanto aos custos para a resolução de uma ampla gama de problemas urbanos, industriais, marítimos, mineração, aterros e aplicações agrícolas. Sua eficácia foi testada e comprovada para diversas aplicações de superfície, enterrado, instalações marítimas, flutuantes e submersas.

Em função da sua flexibilidade – diâmetros de até 125 mm são fornecidos em bobinas e acima de 125 mm, em barras de 6, 12 ou 18 metros – sua instalação requer valas muito menores, proporcionando uma redução significativa no custo. A tubulação em polietileno permite ainda que sua instalação também seja feita pelo método não destrutivo.

A tubulação de polietileno de alta densidade pode ser utilizada em linhas de água potável, águas residuais, lamas, produtos químicos, resíduos perigosos e gás comprimido. Na verdade, a tubulação de polietileno tem uma longa e distinta história de serviço aos setores de gás, petróleo, mineração e outras indústrias. Possuem a mais baixa frequência de reparos por quilômetro/ano em comparação com todos os demais materiais utilizados para distribuição de gás urbano. O polietileno é forte, resistente e extremamente durável. É um produto com longa vida, simples instalação, flexibilidade e grande resistência mecânica.

Para entender o que é PE 80 e PE 100, pode-se dizer que os tubos, quando submetidos ao escoamento de um fluido, sofrem uma tensão no sentido do rompimento do tubo, denominada tensão circunferencial. Esta tensão (sc) é característica do material utilizado. O ensaios de resistência à pressão de longa duração são realizados em laboratórios internacionais, simulando o comportamento do tubo por um período de 50 anos, conforme a ISO 12162. Desta forma é determinada a tensão circunferencial que pode ser aplicada ao tubo, de forma a garantir sua vida útil de, no mínimo, 50 anos.

A classificação do composto como PE 80 ou PE 100 é realizada conforme o valor da tensão circunferencial admitida pelo material e formalizada mediante um documento conhecido como curva de regressão. O PE 80 tem a tensão circunferencial de 8,0 a 9,9 MPa e o PE 100, superior a 10,0 Mpa. É importante salientar que a classificação do material como PE 80 ou PE100 deve ser feita sempre com a resina termoplástica já pigmentada, pronta para o processamento, denominado composto.

A incorporação de pigmentos, principalmente o máster de negro-de-fumo na resina termoplástica requer tecnologia adequada. O máster é uma mistura rica em pigmento, previamente disperso em uma resina base. O fato de utilizar uma resina termoplástica não pigmentada (natural) classificada como PE 80 e adicionar a ela o máster de negro-de-fumo posteriormente, pode comprometer sua qualidade e invalidar sua classificação como PE 80, seja pela dispersão inadequada deste componente ou pela resina base existente no máster.

Ressalte-se que ambos podem ser utilizados para a mesma aplicação, desde que obedecida a espessura mínima requerida para cada diâmetro e classe de pressão. A espessura mínima é definida para evitar a possibilidade de colapso da rede em função de pressões externas. Para uma mesma pressão, os tubos de PE 100 apresentam espessura menor que os de PE 80 para a maioria dos diâmetros e classes de pressão. Para tubos com classes de pressão baixas, as espessuras para PE 80 e PE 100 são as mesmas, caso típico de ramais prediais, em função da espessura mínima requerida.

A NBR 15561 de 06/2017 – Tubulação de polietileno PE 80 e PE 100 para transporte de água e esgoto sob pressão — Requisitos especifica os requisitos e métodos de ensaio para fabricação e recebimento de tubos de polietileno para transporte de fluidos em temperaturas de até 40 °C, com máxima pressão de operação de até 2,5 MPa, projetados para vida útil de 50 anos, destinados a serem utilizados em: ramais prediais de água; redes de distribuição de água e adutoras; linhas de esgoto sanitário sob pressão. Aplica-se aos tubos de diâmetro externo nominal (DE) de 20 mm a 2 000 mm nas classes de pressão nominal de PN 3,2 (0,32 MPa), PN 4 (0,4 MPa), 5 (0,5 MPa), 6 (0,6 MPa), 8 (0,8 MPa), 10 (1 MPa), 12,5 (1,25 MPa), 16 (1,6 MPa), 20 (2 MPa) e 25 (2,5 MPa).

Recomenda-se que o fabricante mantenha um controle do processo de fabricação conforme o Anexo A, que envolva os fornecedores do composto e do tubo e que seja capaz de assegurar que os produtos fabricados estão de acordo com esta norma. A matéria-prima para fabricação dos tubos conforme os requisitos desta norma deve ser o composto de polietileno contendo somente aditivos e pigmentos necessários à fabricação do tubo, incluindo processabilidade, homogeneidade e uniformidade dos lotes. O composto de polietileno, em sua formulação final, deve ser fornecido apenas pelo fabricante do polímero, de tal forma que o fabricante do tubo nada acrescente à matéria-prima adquirida.

O composto não pode interferir nos padrões de potabilidade da água conforme estabelecido pela legislação em vigor. Os compostos de polietileno empregados em sistemas de abastecimento de água não podem constituir efeitos tóxicos, propiciar desenvolvimento de micro-organismos, e/ou transmitir gosto, odor ou opacidade à água. Não pode ser utilizado material reprocessado e/ou reciclado. A classificação do composto deve ser comprovada pelo seu fabricante com a apresentação da curva de regressão, para cada código de composto.

Os compostos de polietileno devem ser classificados como PE 80 ou PE 100, conforme ISO 12162, utilizando-se o método de extrapolação da ISO 9080, onde PE 80: MRS = 8 MPa, quando 8 ≤ LPL < 10 MPa; PE 100: MRS = 10 MPa, quando LPL ≥ 10 MPa. Na determinação da resistência hidrostática de longo prazo, de acordo com a ISO 9080, a curva de regressão a 80 °C dos compostos não pode apresentar joelho antes de 5 000 h.

O composto deve ser de cor azul ou preta. Os tubos são designados pelo diâmetro externo nominal (DE) e pela pressão nominal (PN). O número relativo à pressão nominal (PN) corresponde à máxima pressão de operação (MPO), expressa em bar, a 20 °C, para uma vida útil projetada para 50 anos. Para temperaturas superiores a 20°C deve-se considerar os fatores de redução de pressão conforme o Anexo B.

Os tubos devem ser fabricados nas cores determinadas em função da sua aplicação, conforme a seguir: para ramais prediais: cor azul ou cor preto; para redes de distribuição e/ou adutoras de água: cor azul ou cor preta com listras azuis; para transporte de esgoto sanitário sob pressão: cor preta com listras ocre. Os tubos de cor preta com listras azuis ou listras ocre devem conter quatro ou mais listras contínuas, equidistantes entre si, ao longo da circunferência. A profundidade das listras admitida deve ser ≤ 10 % da espessura da parede do tubo.

As listras devem ser inseridas por processo de coextrusão, conforme a NBR 14303, ou EN 12106, seguido do ensaio de resistência à pressão interna de curta duração a 20 °C, conforme 4.3.6.1, e longa duração a 80 °C. Como exames visuais, as superfícies dos tubos devem apresentar-se com cor e aspecto uniformes e ser isentas de corpos estranhos, bolhas, fraturas do fundido, rachaduras ou outros defeitos visuais que indiquem descontinuidade do composto e/ou do processo de extrusão que comprometa o desempenho do tubo. Os tubos não podem apresentar ranhuras, marcas ou danos superficiais com profundidades que ultrapassem 10 % de sua espessura.

A estabilidade térmica do tubo deve ser medida no ensaio de determinação do tempo de oxidação induzida (OIT) e deve ser maior ou igual a 20 min, quando ensaiado a 200 °C. O ensaio deve ser realizado de acordo com a NBR 14300 ou ISO 11357-6, e a amostra deve ser extraída da superfície interna do tubo. As propriedades de tração devem ser determinadas conforme Anexo B.

O tubo deve ser submetido ao ensaio de dispersão de pigmentos e apresentar grau menor ou igual a 3, conforme a NBR ISO 18553. O tubo na cor preta ou preta com listras deve ser submetido ao ensaio de determinação do teor de negro-de-fumo para comprovar a quantidade deste em sua massa, conforme a NBR 9058 ou ISO 6964, sendo: conteúdo na massa do composto: 2,0 % a 2,5 % e; tamanho médio das partículas: 10 ηm a 25 ηm. O tamanho médio das partículas é somente para fins de referência e não é determinado no ensaio de negro de fumo.

A fim de manter a integridade dos tubos durante a estocagem, manuseio e transporte, devem ser observados os cuidados a seguir: evitar que os tubos fiquem expostos à fonte de calor, como escapamentos de veículos e agentes químicos agressivos, como solventes; amarrar e acondicionar adequadamente as cargas para que não se soltem durante o transporte e nunca prender ou carregar os tubos com cintas ou cabos metálicos; preparar uma base de apoio adequada, isenta de agentes agressivos, pontiagudos ou cortantes; tubos de diâmetro externo (DE) ≥ 500 mm e SDR 32,25 devem ter suas extremidades ancoradas com cruzetas de madeira ou dispositivos similares que evitem a ovalização; os tubos produzidos com composto na cor azul não podem ser estocados em locais sujeitos a intempéries por período superior a seis meses.

A inspeção de recebimento deve ser feita em fábrica; entretanto, por acordo prévio entre comprador e fabricante, pode ser realizada em outro local, desde que este local reúna recursos para realização da inspeção. O comprador ou seu representante deve ser informado com antecedência mínima acordada com o fabricante da data na qual deve ter início a inspeção de recebimento. Caso o comprador ou seu representante não compareça na data estipulada para realizar a inspeção de recebimento e não apresente justificativa para este fato, o fabricante deve tomar providências para a entrega do produto com o correspondente relatório de ensaios emitido pelo controle de qualidade da fábrica.

Nas inspeções realizadas em fábrica, o fabricante deve colocar à disposição do comprador os equipamentos e pessoal especializado para execução dos ensaios de recebimento. Todos os fornecimentos devem ser divididos pelo fabricante, em lotes de mesmo diâmetro externo nominal (DE) e pressão nominal (PN), e as quantidades devem estar de acordo com 5.2. Um lote de recebimento pode ser formado pelo agrupamento de vários lotes de fabricação. De cada lote, formado devem ser retiradas as amostras de forma representativa, sendo a escolha por parte do inspetor aleatória e não intencional.

Para lotes em bobinas, as amostras são formadas por bobinas de tubos. De cada bobina que compõe a amostra devem ser retirados os corpos de prova na quantidade correspondente aos ensaios previstos. Se uma bobina ou barra apresentar um ou mais de um tipo de defeito, para fins de aceitação e rejeição, deve ser considerada uma unidade defeituosa.

Na amostragem simples, aplicada aos ensaios destrutivos, o lote é considerado aceito se o número de amostras defeituosas (aquelas que contêm uma ou mais não conformidades) for igual ou inferior ao número de aceitação. Ainda na amostragem simples, o lote é considerado rejeitado, se o número de amostras defeituosas for igual ou superior ao número de rejeição.

Na amostragem dupla, aplicada aos exames dimensionais e visuais, se o número de unidades defeituosas encontrado na primeira amostragem for igual ou menor do que o primeiro número de aceitação, o lote deve ser considerado aceito. Se o número de unidades defeituosas for igual ou maior do que o primeiro número de rejeição, o lote deve ser rejeitado. Ainda na primeira amostragem, se o número encontrado for maior do que o primeiro número de aceitação e menor do que o primeiro número de rejeição, uma segunda amostragem de tamanho indicado pelo plano de amostragem deve ser retirada.

As quantidades de unidades defeituosas encontradas na primeira e na segunda amostragens devem ser acumuladas. Se a quantidade acumulada de unidades defeituosas for igual ou menor que o segundo número de aceitação, o lote deve ser aceito. Se a quantidade acumulada de unidades defeituosas for igual ou maior do que o segundo número de rejeição, o lote deve ser rejeitado.

Os tubos devem ser marcados de metro em metro, de forma indelével e visível, por meio de impressão a quente em baixo-relevo, tipo hot-stamping, em cor contrastante com a do tubo, ou de outro método de marcação em baixo-relevo. A marcação deve conter no mínimo as seguintes informações: nome ou marca de identificação do fabricante; identificação comercial do composto utilizado na fabricação; classificação do composto (PE 80 ou PE 100); ramal predial, água ou esgoto; diâmetro externo nominal (DE); PN; SDR – não aplicável para os tubos conforme Anexo C; código que permita rastrear a sua produção, sendo que ele deve permitir identificar a matéria-prima, seu número de lote, quantitativos e parâmetros de produção e resultados de ensaios de produção; o número desta norma. No caso de bobinas, é tolerada a ocorrência de um trecho de até 1/3 de comprimento sem a marcação com tinta, desde que os dizeres estejam legíveis pelo baixo relevo decorrente do processo.



Categorias:Metrologia, Normalização

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