TUBERÍA Y ACCESORIOS DE FUNDICIÓN DÚCTIL

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1 P LIEGO DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS TUBERÍA Y ACCESORIOS DE FUNDICIÓN DÚCTIL GAMA BLUTOP BIO ZINALIUM DN/DE mm Departamento Técnico de Saint-Gobain PAM España

2 Í N D I C E 1.- TUBOS y ACCESORIOS NORMATIVA DESCRIPCIÓN CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS MÍNIMAS PRUEBA DE ESTANQUIDAD MARCADO De los TUBOS De los ACCESORIOS REVESTIMIENTOS Revestimiento interno Revestimiento externo Revestimiento DE LOS ACCESORIOS CONTACTO CON AGUA POTABLE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS SISTEMAS DE UNIÓN TUBO Y ACCESORIOS BLUTOP (Junta Automática Flexible - BLUTOP) JUNTAS ACERROJADAS BLUTOP Vi OTROS TIPOS DE UNIONES ANILLOS DE ELASTÓMERO DESVIACIONES PRESIONES Presión Máxima de Funcionamiento (PFA) Presión Máxima Admisible (PMA) Presión de Ensayo Admisible (PEA) Tabla de presiones Tabla de presiones: Accesorios con unión a bridas ALTURAS DE COBERTURA INTRODUCCIÓN DESCRIPCIÓN DEL SUELO DEFINICIÓN DE 4 TIPOS DE INSTALACIÓN ALTURAS MÁXIMAS Y MÍNIMAS DE COBERTURA PÉRDIDAS DE CARGA (CÁLCULO HIDRÁULICO) Coeficiente de rugosidad Fórmulas para el cálculo

3 1.- TUBOS y ACCESORIOS NORMATIVA Cumplen las especificaciones establecidas en las siguientes normas: ISO 9001: ISO 14001: Sistemas de Gestión de la Calidad. Requisitos para el aseguramiento de la calidad en producción y comercialización. Sistemas de Gestión Ambiental: Requisitos con orientación para su uso. EN 805: Abastecimiento de agua. Especificaciones para redes exteriores a los edificios y sus componentes (Concepción general de la gama Blutop) EN 681-1: EN 12842: Juntas elastoméricas. Requisitos de los materiales para juntas de estanquidad de tuberías empleadas en canalizaciones agua y en drenaje. Accesorios de fundición dúctil para sistemas de tuberías de PVC-U o PE. Requisitos y métodos de ensayo (Accesorios de la gama Blutop) EN 14901: Tuberías, racores y accesorios de fundición dúctil. Recubrimiento epoxi (alta resistencia) para racores y accesorios de fundición dúctil. Requisitos y métodos de ensayo (Revestimiento epoxi de los racores y accesorios Blutop) EN 545 Tubos, racores, y accesorios en fundición dúctil y sus uniones para canalizaciones de agua (Propiedades mecánicas de la fundición dúctil y conformidad con los ensayos de prestaciones de las uniones) ALIMENTARIEDAD Decreto del 29 de Mayo de 1997 del Ministerio de Sanidad D.G.S. de Francia (D.G.S.: Direction Général de la Santé). Relativo a los materiales y objetos utilizados en las instalaciones fijas de producción, de tratamiento y de distribución del agua destinado a consumo humano conforme a la legislación francesa (Ministerio de Sanidad-DGS: Direction Général de la Santé) 2

4 1.2.- DESCRIPCIÓN Los tubos BLUTOP son de fundición dúctil de clase de presión C25 revestidos interiormente con una capa de polímeros termoplásticos Ductan con espesor 300 μm, y externamente con 400 g/m 2 de aleación Zinc-Aluminio (85%-15%) y una capa de acabado de epoxi azul ultramarino de espesor 100 μm (Zinalium). Los tubos son fabricados mediante centrifugación en molde metálico y están provistos de una campana en cuyo interior se aloja un anillo de elastómero (junta de estanqueidad BLUTOP), que mediante compresión axial asegura la unión y estanqueidad entre tubos. El diseño de la junta BLUTOP proporciona una serie de características funcionales como altas desviaciones angulares, aislamiento eléctrico entre tubos, buen comportamiento ante la inestabilidad del terreno, etc. La gama BLUTOP se completa con accesorios BLUTOP. Se trata de accesorios de fundición dúctil revestidos tanto interna como externamente con 250 μm de epoxi azul. La unión entre tubo y accesorio se realiza mediante el mismo tipo de junta que la unión entre tubos. La gama BLUTOP es compatible dimensionalmente con los tubos de PVC conformes a la UNE-EN y los tubos de PEAD conformes a la UNE-EN

5 1.3.- CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS MÍNIMAS Estas características son comprobadas sistemáticamente durante el proceso de fabricación, según las especificaciones de la norma correspondiente (UNE-EN 545). Modulo mínimo de elasticidad Resistencia mínima a la tracción (R m ) Alargamiento mínimo a la rotura (A) Dureza Brinell (HB) TUBOS Y ACCESORIOS TUBOS Y ACCESORIOS TUBOS ACCESORIOS TUBOS ACCESORIOS DN/DE DN/DE DN/DE DN/DE GPa 420 MPa 10 % 5 % PRUEBA DE ESTANQUIDAD Todos los tubos se someten en fábrica a una prueba hidráulica realizada en la misma línea de fabricación. La duración total del ciclo de presión no es inferior a 15 segundos, de los cuales 10 seg. son a la presión de ensayo. Dicha prueba consiste en mantener agua en el interior del tubo a la presión indicada en la tabla, no admitiéndose ningún tipo de pérdidas. DN/DE (mm) Presión (bar) 40 Todas las piezas especiales se prueban en fábrica a estanquidad con aire durante 15 segundos. Dicha prueba consiste en mantener la pieza con aire como mínimo a 1 bar de presión y comprobar la estanquidad con un producto jabonoso MARCADO De los TUBOS Directo sobre fundición mediante moldeo o estampado en la campana, conforme a la norma UNE EN 545: - Diámetro nominal - Tipo de enchufe - Identificación de fundición dúctil - Identificación del fabricante - Año de fabricación Ejemplo: 110 TOP 2GS PMF 08 En el frontis: número de control. En la caña: - Fabricante - Tipo de tubo - DN/ OD (junto a campana) - ATEC 17/11-243: Documento técnico (avis technique) de canalizaciones de distribución de agua de fundición dúctil - CSTBat : certificado emitido por CSTB del anterior documento técnico Además, los tubos llevarán trazabilidad: día y semana de fabricación. 4

6 De los ACCESORIOS Diámetro nominal Año Material GS Ángulo de los codos dos cifras Fabricante PAM Bridas PN y DN 1/4, 1/8, 1/16, 1/ REVESTIMIENTOS Revestimiento interno Todos los tubos están revestidos internamente con una capa de polímeros termoplásticos DUCTAN, de color azul ultramar, totalmente impermeable y 300 μm de espesor, aplicada por pulverización en caliente. Características Características Valor Color Azul ultramarino (próximo a RAL 5002) Densidad (producto de base) 0,96g/cm³ Adherencia (ISO 4624) 10 Mpa sobre placa de acero granallado Dureza Shore D 44 Alargamiento antes de la rotura (ISO 527) 400% Stress cracking (ASTM D1693) >1000h Tiempo de inducción ante oxidación a 200 C (EN 728) >10 min. bajo 02 Prestaciones Prestaciones Adherencia Ausencia de porosidad (control del cepillo eléctrico detector de poros) Resistencia al impacto inverso (cara opuesta) Coeficiente de rugosidad Resistencia al envejecimiento Resistencia al choque Criterio 14 Mpa valor medio (8 Mpa valor mínimo) Control por inducción. Se mide con una tensión de 1500 V, la superficie interior del tubo debe estar exenta de porosidad Ausencia de la descarga del cepillo eléctrico detector de poros con un choque de 10 J <0,01mm Tubería con incisión. Ensayo de inmersión (Tª 50ºC) 480 horas. Evaluación sobre la zona afectada y fuera de ella Prueba de impacto. Bola de 20 mm. de diámetro con un peso de 1 kg. a un metro de altura con trayectoria perpendicular 5

7 Revestimiento externo Los tubos se revisten externamente con dos capas: A) Una primera con aleación Zinc-Aluminio enriquecida con cobre ZnAl(Cu): Metalización al arco eléctrico de la aleación optimizada de Zinc-Aluminio enriquecida con Cobre, a partir de un hilo único de aleación, depositándose como mínimo 400 gr/m 2. B) Una segunda de pintura Aquacoat : Capa de acabado de naturaleza acrílica, en fase acuosa, aplicada con un espesor no inferior a 80 m. Antes de la aplicación del BioZinalium, la superficie de los tubos está seca y exenta de partículas no adherentes como aceite, grasas, etc. La instalación de recubrimiento exterior es tal que el tubo pueda manipularse sin riesgo de deterioro de la protección (por ejemplo un secado en estufa). La capa de acabado recubre uniformemente la totalidad de la capa de Zn-Al(Cu) y está exenta de defectos tales como carencias o desprendimientos. Revestimiento conforme a la norma UNE- EN 545 (Anexo D: Ámbito de utilización, características de los suelos) Revestimiento DE LOS ACCESORIOS Todas las piezas de la gama BLUTOP se revisten tanto interior como exteriormente mediante el proceso de empolvado con epoxi azul, previo granallado, de forma que el espesor mínimo medio de la capa no sea inferior a 250 m conformes a la norma UNE EN CONTACTO CON AGUA POTABLE Todos los revestimientos internos y externos, así como las juntas, y resto de componentes de la canalización no tienen ningún efecto sobre las cualidades del agua transportada, cumpliendo con las reglamentaciones europeas en esta materia. La gama BLUTOP dispone de Certificados Europeos de Conformidad Sanitaria ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD El proceso de producción es sometido a un sistema de aseguramiento de calidad, conforme a la norma UNE EN ISO 9001, y está certificado por un organismo exterior. 6

8 1.9.- CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS e Masa DN Lu DE DI P B Masa Clase nominal Total mm m mm mm Mm mm mm kg/m kg ,0 75,0 77,7 82,0 113,0 5, ,0 90,0 92,7 84,0 128,0 6, ,0 110,0 112,8 87,0 148,0 7, ,0 125,0 128,0 92,0 163,0 8, ,4 160,0 163,3 97,5 202,0 12,

9 2.- SISTEMAS DE UNIÓN TUBO Y ACCESORIOS BLUTOP (Junta Automática Flexible - BLUTOP) La junta automática flexible Blutop está compuesta por un anillo de elastómero EPDM reforzado con segmentos de antiexpulsión, que realiza la estanqueidad La estanquidad se consigue por la compresión radial del anillo de elastómero ubicado en su alojamiento del interior de la campana del tubo o accesorio. La unión se realiza por la simple introducción del extremo liso en el enchufe JUNTAS ACERROJADAS BLUTOP Vi Para instalaciones donde se requiera que la conducción trabaje a tracción y/o sea necesaria la eliminación de macizos de anclaje, el tipo de junta para los tubos y accesorios será la junta acerrojada Blutop Vi. Esta junta lleva intercalados segmentos de acerrojado, en los que van incluidos los insertos metálicos que realizan el acerrojado de la canalización. La estanquidad se consigue por la compresión radial del anillo de elastómero ubicado en su alojamiento del interior de la campana del tubo o del accesorio. La unión se realiza por la simple introducción del extremo liso en el enchufe OTROS TIPOS DE UNIONES Cuando las piezas lleven unión con brida, será conforme con la serie ISO PN 10/16 8

10 2.4.- ANILLOS DE ELASTÓMERO Los anillos de las juntas BLUTOP son de caucho sintético EPDM (Etileno-Propileno) de características y cumplirán la norma UNE EN Dureza DIDC (Shore A) 60 a 63 ( 3) Resistencia mínima a la tracción 9 MPa Alargamiento mínimo a la rotura 200 % Deformación remanente tras la compresión: durante 72 horas a 23º ± 2 o C 12 % durante 24 horas a 70º ± 1 o C 20 % Durante 72 horas a -10 ºC 50 % Temperatura máxima de utilización 50 ºC Marcado: Deberán marcarse, de forma duradera, los siguientes datos en cada junta o paquete de juntas Diámetro nominal Identificación del fabricante Número de la norma (681) con el tipo de aplicación y la clase de dureza como sufijo Trimestre y año de fabricación DESVIACIONES Las desviaciones máximas admisibles que permiten las diferentes juntas son: Radio de curvatura Nº de tubos para un cambio de dirección d L R L R = 2 Sen 2 = Ángulo del cambio de dirección = Desviación máxima admisible. N = L = Longitud del tubo. = Desplazamiento máximo. C = Longitud del cambio de dirección: C = N L Junta BLUTOP y BLUTOP Vi DN (mm) (Grados) L (m) R (m) Desplazamiento (cm) º

11 3.- PRESIONES El cálculo de presiones se basa en el método de cálculo de la Norma UNE EN Presión Máxima de Funcionamiento (PFA) Presión interior que un componente de la canalización puede soportar con toda seguridad de forma continua en régimen hidráulico permanente. 20 e R PFA C D t (1) PFA = Presión de funcionamiento admisible. e = Espesor de cálculo = 2.0 mm D = Diámetro medio = Dext - e. Rt = Resistencia mínima a la tracción = 420 MPa. C = Coeficiente de seguridad Dext = Diámetro exterior. Las tuberías BLUTOP se diseñan con una PFA de 25 bar. Por tanto, el coeficiente de seguridad a la presión interna es superior a Presión Máxima Admisible (PMA) Presión hidrostática máxima (incluyendo el golpe de ariete) que es capaz de soportar un componente de la canalización en régimen de sobrepresión transitoria. PMA = 1.2 * PFA Presión de Ensayo Admisible (PEA) Presión hidrostática máxima de prueba en zanja a la cual es capaz de resistir un componente de la canalización durante un tiempo relativamente corto con el fin de asegurar la integridad y estanquidad de la misma. PEA = 5 + PMA 10

12 3.4.- Tabla de presiones TUBERÍA BLUTOP CON JUNTA BLUTOP DN mm PFA bar PMA bar PEA bar TUBERÍA BLUTOP CON JUNTA BLUTOP VI DN mm PFA bar PMA bar PEA bar Tabla de presiones: Accesorios con unión a bridas DN / OD PN (bar)

13 4.- ALTURAS DE COBERTURA INTRODUCCIÓN La altura de cobertura mínima y máxima a la que se entierre la tubería de fundición dúctil dependerá de las condiciones de instalación. Se distinguen tres zonas: (ver fig. 1) - La zona de relleno (1) - La zona de relleno cuidadosa (2) constituida por: * Una cama de apoyo y un relleno de recubrimiento del tubo hasta 0,1 m por encima de la generatriz superior del tubo para las canalizaciones de comportamiento flexible. * Una cama de apoyo y relleno de recubrimiento hasta la mitad del tubo para las canalizaciones de comportamiento rígido. - Terreno natural del lugar (3). La zona de relleno (2) condiciona la estabilidad y/o la protección de la canalización. Su ejecución deberá satisfacer las exigencias variables según: - Las características de la canalización (rígida, semi-rígida o flexible). - Las cargas exteriores (alturas de cobertura, cargas rodantes). - El tipo más o menos rocoso o heterogéneo del terreno por el que discurre la tubería. La zona de relleno (1) varía según sea la zona (rural, semiurbano y urbano) y deberá tenerse en cuenta la estabilidad de la calzada si procede. CANALIZACIÓN RÍGIDA CANALIZACIÓN FLEXIBLE Relleno (1) Relleno (2) (3) Relleno (1) Relleno (2) (3) Cama de apoyo Recubrimiento Cama de apoyo Recubrimiento Fig. 1 Otros tipos de esfuerzos influyen en las condiciones de instalación como travesías de zonas de alta seguridad como pasaje de vías férreas y autovías, mantenimiento de la canalización sin peligro de congelación, etc. 12

14 4.2.- DESCRIPCIÓN DEL SUELO La clasificación de los suelos se realiza de acuerdo al Fascículo 70 SUELO 1 TABLA 1 DESCRIPCIÓN Arenas y gravas limpias o ligeramente limosas (elementos inferiores a 50 mm). 2 Arenas, gravas, limosas medianamente arcillosas. 3 Arcillas de sílex y de pedernal. Coluviones. Morrenas, rocas alteradas, aluviones bastos con porcentaje de finos elevados. 4 Limos, arenas finas, arcillas, margas más o menos plásticas (Ip<50). 5 a * 5 b ** Arcillas y margas muy plástica (Ip>50). Materiales orgánicos, solubles o contaminantes. Rocas evolutivas: creta, gres, pizarras, etc. Suelos compuestos (arcillas de cantera y de sílex, coluviones, morrenas, rocas alteradas, aluviones bastos, con elementos que puedan sobrepasar 250 mm). Gravas limpias, rocas no evolutivas con elementos > 50 mm (*) Estos materiales no son utilizables en la zona de recubrimiento (2) ni en la zona de relleno (1). (**) Estos materiales no utilizables en la zona de recubrimiento (2) pueden algunas veces ser utilizados en la zona de relleno (1) DEFINICIÓN DE 4 TIPOS DE INSTALACIÓN- DN 600 CASO 1 CASO 2 CASO 3 CASO 4 Cama de apoyo Fondo de zanja nivelado Fondo de zanja nivelado Cama con materiales seleccionados Cama con materiales seleccionados Zona de relleno (2) - Grupo de suelo * Compactado No compactado Compactado controlado Compactado controlado Compactado controlado - Es (MPa) α (º) Elección de los materiales El material de recubrimiento utilizado (seleccionado o no) directamente en contacto con la canalización deberá estar exento de elementos rocosos y corrosivos * Ver tabla 1. Los casos definidos en la tabla anterior se consideran sin capa freática ni blindajes de zanja Para otros tipos de instalación en zanja, consultar a SAINT-GOBAIN PAM España S.A. 13

15 4.4.- ALTURAS MÁXIMAS Y MÍNIMAS DE COBERTURA La mínima altura de cobertura admisible es 0.3 m. La máxima altura de cobertura depende del DN, tipo de instalación en zanja realizada y de la existencia de cargas rodantes. Los valores máximos vienen recogidos en la siguiente tabla y en los gráficos posteriores: Alturas máximas de cobertura de tuberías BLUTOP sin cargas rodantes DN/OD Caso 1 (m) Caso 2 (m) Caso 3 (m) Caso 4 (m) Alturas máximas de cobertura de tuberías BLUTOP con cargas rodantes DN/OD Caso 1 (m) Caso 2 (m) Caso 3 (m) Caso 4 (m)

16 5.- PÉRDIDAS DE CARGA (CÁLCULO HIDRÁULICO) Coeficiente de rugosidad La rugosidad de superficie equivalente de una canalización no depende sólo de la rugosidad de la pared del tubo, sino también y sobre todo del número de codos, tes, reducciones, e irregularidades del perfil de la canalización (mala alineación). Para canalizaciones BLUTOP, el valor del coeficiente de rugosidad es inferior a 0.01 mm. Las pérdidas de carga debidas a la rugosidad de la superficie del tubo y a los puntos singulares (empalmes, uniones, etc.) son, en general, menores que las debidas al rozamiento propio interior del fluido. Las pérdidas de carga debidas a la superficie del tubo son inferiores a las provocadas por perturbaciones locales (5 a 7 % contra 10 a 13 %). Un cambio en el valor inicial de K entre 0 y 0,01 mm tiene muy poca importancia; sin embargo, es esencial que el valor inicial de K permanezca constante en el tiempo Fórmulas para el cálculo COLEBROOK-WHITE: 1 K 2, Log o 3, 71 D R De donde: = Viscosidad cinemática a la temperatura de funcionamiento. R o V D (Número de Reynolds) K = Rugosidad de la superficie. = coeficiente de pérdida de carga 2, 51 1 R K 3, 71 D (pérdidas de carga debidas al rozamiento intrínseco del fluido). (pérdidas de carga por el rozamiento del fluido contra la pared del tubo). DARCY: J la velocidad. 2 V 2 g D Pérdidas de carga en conducciones llenas, en función del caudal y de 15