Oggigiorno, i tubi flessibili hanno sostituito i tubi rigidi in molte applicazioni. Trasportano liquidi o gas allo stesso modo degli altri tubi. Il motivo di questa popolarità risiede nel fatto che un tubo flessibile è al tempo stesso flessibile e resistente. È possibile utilizzarli in molte configurazioni complesse. Tuttavia, l'idoneità dipende principalmente dal tipo di materiale di cui è composto il tubo flessibile.
I tubi flessibili sono ampiamente utilizzati in quasi tutti i contesti in cui è necessario ricorrere a tubi. Poiché possono piegarsi e allungarsi senza rompersi, sono in grado di resistere a spazi ristretti. Sono particolarmente adatti per applicazioni che comportano vibrazioni o movimenti costanti. Rendono l'installazione più semplice e sicura.
Questo articolo analizzerà quali sono le caratteristiche che rendono flessibile un tubo. Esamineremo i vari materiali utilizzati per la realizzazione dei tubi flessibili e discuteremo quali sono i fattori che rendono un materiale migliore di un altro. Verranno illustrati tutti i materiali più diffusi, con i relativi pro e contro. Al termine della lettura, speriamo che abbiate le idee più chiare su come scegliere il materiale ideale per il vostro progetto.
Che cos’è un tubo flessibile?
Il nome suggerisce già le caratteristiche di questo tubo. Sì, è flessibile e pieghevole, per adattarsi perfettamente sia agli spazi ristretti che alle curve. I tubi flessibili sono abbastanza resistenti da sopportare carichi pesanti. Qualunque cosa tu faccia, a meno che non superi il limite, non si romperà né si attorciglierà.
In generale, questo tubo flessibile è costituito da tre strati principali: un tubo interno, uno strato di rinforzo e un rivestimento esterno. Lo strato interno è la parte più importante di ogni tubo flessibile, poiché è proprio qui che il materiale trasportato entra direttamente in contatto con il tubo. Lo strato di rinforzo garantisce flessibilità e resistenza. Infine, la funzione principale del rivestimento esterno è quella di proteggere il tubo flessibile dai danni esterni. Gli impatti possono essere di varia natura, come l’abrasione, i raggi UV, l’usura o eventuali pericoli naturali.
I tubi flessibili trovano impiego in numerose applicazioni. Nell’impianto idraulico, servono principalmente a collegare lavandini e tubazioni per convogliare l’acqua da e verso di essi. Negli impianti di climatizzazione, trasportano aria e fluidi. Questi tubi sono fondamentali nelle automobili e nei veicoli per pompare o convogliare benzina, liquidi di raffreddamento e aria da e verso i motori. Applicazioni simili si riscontrano anche in altri settori industriali.
I tubi flessibili possono essere di vario tipo. (1) I tubi a spirale sono dotati di uno strato di rinforzo simile a una molla. Questo tipo di tubo è il più comune. Tuttavia, se è necessaria una maggiore resistenza, allora (2) i tubi intrecciati sono la scelta migliore. Questi tubi sono solitamente dotati di un intreccio di fili metallici o fibre attorno al tubo. (3) I tubi corrugati possono piegarsi maggiormente poiché le pareti del tubo sono scanalate o ondulate.
Cosa rende flessibile un tubo?
La caratteristica più distintiva di un tubo flessibile è proprio questa: la flessibilità. Tutti i tubi sono flessibili? Non sono solo i materiali a influire sulla flessibilità, ma anche altri fattori. Questi fattori contribuiscono inoltre alla sicurezza del tubo. Vediamo più nel dettaglio.
Fattore #1: Progettazione e costruzione
La maggior parte delle persone commette errori nella scelta dei tubi flessibili più adatti. Si pensa che la flessibilità dipenda esclusivamente dal materiale. Ma, dal punto di vista tecnico, non è così. In termini di flessibilità, anche il design e la struttura giocano un ruolo molto significativo. Ciò è particolarmente importante per le applicazioni ad uso intensivo. Poiché la resistenza è fondamentale, il materiale da solo non può garantire la flessibilità. Pertanto, è necessario scegliere il design e la struttura giusti per il tubo flessibile.
La prima e più comune tipologia è rappresentata dai tubi a spirale. In genere presentano una struttura simile a una molla. Tale progettazione e costruzione consentono solitamente di piegare il tubo o di allungarlo o accorciarlo durante l'utilizzo. Questi tubi sono molto diffusi per l'aspirazione e il trasporto di liquidi e altre polveri secche.
Anche il numero di strati è importante. Ogni volta che si aggiungono altri strati, la rigidità del tubo aumenta e la sua flessibilità diminuisce.
Fattore #2 Materiali
Il fattore successivo, nonché argomento principale di questo articolo, è il materiale dei tubi flessibili. Esso svolge un ruolo fondamentale nella flessibilità dei tubi. Il PVC e la gomma sono i materiali più utilizzati per la produzione di tubi espandibili. Tra le materie plastiche, il PVC e il TPE sono i materiali più comuni. Al contrario, gli elastomeri comunemente utilizzati sono l’EPDM, il silicone e il neoprene, tra molti altri.
Infatti, ciascuno dei materiali sopra citati presenta i propri punti di forza e di debolezza. Ad esempio, il PVC è un materiale polimerico relativamente economico; tuttavia, presenta un’elevata resistenza chimica. L’EPDM offre le migliori prestazioni in ambienti esterni, mentre il silicone funziona bene alle alte temperature. I tubi flessibili possono essere realizzati anche in metallo, ma la loro struttura e forma devono essere ondulate. Si noti che i tubi in metallo durano più a lungo di quelli in gomma.
Fattore #3: diametro e spessore della parete
Oltre alla struttura e al materiale, anche le dimensioni del tubo sono importanti per determinarne la flessibilità. In questo caso, è necessario prestare attenzione a due parametri fondamentali: il diametro interno e lo spessore della parete.
Se si prende ad esempio un tubo flessibile, la produttività diminuisce perché, quando viene piegato, il diametro interno che consente il passaggio del liquido o del gas viene alterato. In questo caso, la struttura è fondamentale per garantire che il diametro interno rimanga costante. Tuttavia, la possibilità di piegarlo diminuisce notevolmente all’aumentare del diametro. Inoltre, una parete più sottile offre una maggiore flessibilità ma una minore resistenza.
Rinforzo del fattore #4
Molti tubi flessibili sono dotati di strati di rinforzo che ne aumentano la resistenza. Come già sapete, esistono tre tipi principali di tubi flessibili, che si differenziano principalmente per il tipo di strato di rinforzo. Sì, avete indovinato. Gli strati di rinforzo possono essere a spirale, intrecciati o ondulati.
In genere si utilizzano fili metallici o fibre sintetiche. La scelta dipende dalle esigenze del progetto e ogni materiale presenta vantaggi e svantaggi.
Materiali comunemente utilizzati per i tubi flessibili
I tubi flessibili sono generalmente disponibili in vari materiali. Tutti questi materiali presentano vantaggi e svantaggi specifici. Tra tutte queste opzioni, scegliere il tipo giusto può risultare difficile. Tuttavia, se si conoscono bene le loro proprietà, è possibile individuare rapidamente l'opzione più adatta.
#1 PVC
PVC è una plastica ampiamente utilizzata per la produzione di tubi flessibili. Questo materiale è molto diffuso perché è economico, facile da reperire e versatile. Viene comunemente impiegato per la produzione di tubi di scarico e di aspirazione. Esistono diversi motivi per utilizzare il PVC nella realizzazione di tubi flessibili.
- I tubi flessibili in PVC sono resistenti all'usura. Pertanto, garantiscono una lunga durata.
- I tubi in PVC flessibile sono estremamente leggeri. Inoltre, possono essere facilmente spostati, installati o riparati ogni volta che è necessario.
- Questo tubo flessibile è inoltre resistente ad alcune sostanze chimiche. Per questo motivo, talvolta si preferisce utilizzare questo materiale per il trattamento di acidi e alcali deboli.
- Il vantaggio principale dell’utilizzo del PVC è il suo basso costo. Se state cercando un tubo flessibile da utilizzare a temperatura ambiente, il PVC potrebbe essere la scelta più adatta.
#2 EPDM
Tutti noi conosciamo più o meno EPDM gomma. È una delle gomme sintetiche più utilizzate, comunemente impiegata nella produzione di guarnizioni, tubi flessibili, tubi rigidi e tubi. È particolarmente adatta per applicazioni all’aperto. Viene spesso utilizzata per la realizzazione di radiatori, stufe e tubi da giardino.
- I tubi in EPDM sono flessibili e resistono agli effetti dei raggi UV, dell'ozono e di altre condizioni meteorologiche avverse.
- È resistente alle temperature comprese tra -55 e 135 gradi Celsius.
- I tubi flessibili in EPDM hanno una durata molto lunga e, nella maggior parte dei casi, non si deteriorano.
- I tubi in EPDM sono molto flessibili e non si usurano rapidamente.
#3 TPE o elastomero termoplastico
TPE è l'acronimo di elastomero termoplastico. Questi materiali presentano caratteristiche sia della gomma che della plastica. Ciò significa che è possibile ottenere entrambe le proprietà di questi due materiali distinti. Tuttavia, questo materiale flessibile per tubi è particolarmente indicato per impieghi ad alta temperatura. Viene spesso utilizzato nella produzione alimentare, nonché per la realizzazione di tubi per carburante e tubi medicali.
- I tubi flessibili prodotti da TPE offrono un’elevata flessibilità. Per elasticità si intende la capacità di un materiale di adattarsi alle forze esterne.
- I tubi in TPE sono leggeri.
- Questo materiale è riciclabile secondo la norma 100%.
- Resistente agli agenti atmosferici e alle sostanze chimiche.
Tubi in PTFE, FEP e nylon #4
PTFE è l'acronimo di politetrafluoroetilene, mentre FEP è l'acronimo di etilene-propilene fluorurato. Questi tre materiali sono molto diffusi grazie alla loro elevata resistenza chimica e termica. Trovano impiego nei settori chimico, del trasporto di aria ad alta temperatura e farmaceutico.
- La resistenza chimica dei tubi flessibili in PTFE, in particolare la resistenza al calore, è ottima. Il loro intervallo di temperatura di esercizio è solitamente compreso tra –200 °C e 260 °C.
- Questi tre materiali sono generalmente non reattivi. È possibile utilizzarli per il trasporto di sostanze chimiche aggressive.
- Il PTFE consente in genere di ottenere una superficie più liscia.
- Come sempre, il PTDE è resistente anche all'abrasione e agli urti. Per questo motivo, è possibile utilizzarlo per ottenere prestazioni durature.
#5 Poliuretano
Il PU, ovvero il poliuretano, è un materiale plastico molto diffuso utilizzato per la realizzazione di tubi flessibili. È resistente, flessibile e non si strappa facilmente. Questo materiale è molto apprezzato perché è sorprendentemente leggero. Lo si trova spesso nei sistemi pneumatici, negli aspirapolvere, nei depolveratori e in molti altri dispositivi.
- I tubi flessibili in PU offrono un'ottima resistenza alle intemperie e all'usura. Non si irrigidiscono nemmeno a basse temperature.
- I tubi flessibili in PU sono ideali per l'uso con carburanti e oli.
#6 Silicone
Il silicone è un tipo di gomma particolarmente indicato per impieghi a temperature estreme. Funziona bene sia in condizioni di alta temperatura che di bassa temperatura. I tubi flessibili in silicone trovano impiego nel settore dei tubi medicali, come tubi del radiatore nell’industria automobilistica, nelle applicazioni per la lavorazione degli alimenti e nelle apparecchiature farmaceutiche.
- La gomma siliconica è particolarmente adatta alle alte e alle basse temperature, con un intervallo compreso tra -60 °C e 230 °C.
- Inoltre, il silicone è molto flessibile ed è in grado di resistere anche a piegature brusche.
- Il silicone viene utilizzato anche nei tubi flessibili per il trasferimento di sostanze chimiche.
Materiale composito #7
Questo materiale flessibile per tubi è particolarmente diffuso negli impieghi gravosi. Se si taglia un tubo composito, si noteranno diversi strati di materiali diversi. I materiali più comunemente utilizzati in questo caso sono la plastica, la gomma e il metallo. Tuttavia, i tubi compositi sono molto diffusi nell'industria chimica. Vengono utilizzati anche in applicazioni ad alta pressione.
- I tubi flessibili compositi sono più resistenti rispetto agli altri tubi flessibili.
- Sono progettati appositamente per sopportare un'elevata intensità di movimento. Vengono inoltre utilizzati per il trattamento di fluidi aggressivi.
- I tubi flessibili in materiale composito offrono solitamente una maggiore durata rispetto ad altri.
#8 Neoprene
Neoprene È inoltre un materiale rinomato per la sua eccellente resistenza chimica e agli agenti atmosferici. Per questo motivo, viene spesso utilizzato nei tubi flessibili per carburante e idraulici, nei tubi flessibili per impianti di climatizzazione e negli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC).
- I tubi flessibili in neoprene sono comunemente utilizzati in applicazioni che prevedono l'impiego di petrolio e oli.
- È ideale per gli impieghi all’aperto grazie alla sua resistenza al deterioramento.
- Il neoprene è piuttosto flessibile. Anche a basse temperature, mantiene la sua flessibilità.
- Garantisce un intervallo di temperatura moderato compreso tra -40 °C e 120 °C.
#9 Acciaio e materiale di rinforzo tessile
L'acciaio è il materiale principale utilizzato nello strato di rinforzo. La plastica o la gomma vengono solitamente rinforzate con filo d'acciaio, che conferisce maggiore resistenza alla maggior parte dei tubi flessibili. Tuttavia, come materiale di rinforzo si utilizzano anche fibre tessili. In linea di massima, i rinforzi in acciaio e in tessuto vengono impiegati nei tubi flessibili idraulici, nei tubi per servosterzo e nei tubi flessibili industriali ad alta pressione.
Come scegliere il materiale migliore per un tubo flessibile?
Tutti i materiali per tubi flessibili sopra menzionati sono adatti alla realizzazione di tubi flessibili. Tuttavia, la scelta giusta dipende dall’uso specifico della vostra applicazione. I cinque passaggi seguenti possono aiutarvi a individuare la soluzione più adatta alle vostre esigenze.
Fase 1 TP5T1: Conoscere i requisiti della propria domanda
Questo criterio è considerato il più importante nella scelta di un tubo flessibile. In questa fase, occorre prestare attenzione ad altri cinque fattori. Qual è la temperatura di esercizio del vostro progetto? Prevede temperature elevate o estremamente basse? Il silicone e il PTFE potrebbero essere la scelta ideale se avete bisogno di una resistenza termica superiore a 100 gradi Celsius.
Qual è la pressione di esercizio del vostro impianto? Cercate di capire se il tubo sarà sottoposto a pressione bassa, media o alta. In questo caso, dovete considerare il fattore di sicurezza, che di norma è pari a 4:1 o 3:1. Il valore a sinistra indica la pressione di scoppio, mentre quello a destra la pressione di esercizio. Ad esempio, se un tubo flessibile ha una pressione di esercizio di 100 MPa, deve avere una pressione di scoppio pari a 400 MPa o 300 MPa. Si noti che il rapporto esatto dipende dalle norme di riferimento.
Successivamente, è necessario stabilire quali tipi di fluidi o gas debbano essere convogliati attraverso il tubo flessibile. Inoltre, occorre tenere presente che il tubo flessibile potrebbe entrare in contatto con sostanze corrosive. Pertanto, è necessario assicurarsi che il tubo flessibile sia perfettamente compatibile con il liquido da convogliare.
Il prossimo aspetto su cui devi concentrarti è la flessibilità. Il tuo progetto prevede spazi ristretti? In tal caso, devi scegliere un materiale per il tubo flessibile che offra la massima flessibilità. Infine, assicurati che il tubo flessibile sia molto resistente. Se cerchi una maggiore resistenza, opta per l'EPDM, il PVC o il metallo.
Fase #2: Quali standard segue il tuo progetto?
Una volta individuate le esigenze del proprio progetto, è necessario verificare quali norme esso debba rispettare. In molti paesi sono ampiamente utilizzati diversi tipi di norme, quali ISO, DIN, EN e SAE.
Fase #3 Qual è il tuo budget?
Infine, ma non meno importante, i costi devono essere valutati alla luce della qualità, della garanzia e del tasso di successo. Il vostro progetto potrebbe richiedere una temperatura ambiente massima. Ad esempio, un tubo flessibile resistente alle alte temperature potrebbe non essere la scelta più indicata in questa situazione. Pertanto, cercate sempre di trovare un equilibrio tra i requisiti del progetto e il vostro budget complessivo.
Sintesi
Diversi fattori, tra cui il design e la struttura del materiale utilizzato nella realizzazione del tubo flessibile, ne determinano la flessibilità. Queste tre caratteristiche sono particolarmente importanti per i tubi flessibili. Tuttavia, la flessibilità dipende anche da altri aspetti, quali il rinforzo e le dimensioni del tubo.
In realtà, esistono moltissimi materiali per i tubi flessibili; tuttavia, quelli più diffusi sono la gomma, il silicone, il PVC e il PTFE. L’acciaio inossidabile o i materiali tessili vengono utilizzati solo come rinforzo. Questi materiali presentano quindi ciascuno i propri vantaggi e campi di applicazione.
Scegliere tra questi materiali può risultare un po' complicato. Tuttavia, se ne conosci le proprietà, potrai facilmente individuarne quelle più adatte alle esigenze del tuo progetto. Se hai bisogno di aiuto nella scelta del materiale giusto, non esitare a contattare il nostro servizio clienti.