Trece tipos de materiales para tuberías municipales

Las tuberías municipales, un componente crucial de la infraestructura urbana, drenan el agua de lluvia de las superficies urbanas, suministran agua industrial y doméstica y previenen la contaminación del agua. Los requisitos básicos para los materiales de las tuberías incluyen una resistencia y rigidez suficientes, una superficie interior lisa para minimizar la resistencia al flujo, resistencia a la corrosión, sellado adecuado, rentabilidad y facilidad de procesamiento. Veamos catorce materiales habituales en las tuberías municipales.

Los tubos PCCP son los más adecuados para tuberías de presión de gran diámetro, y cumplen los requisitos de proyectos de desviación de aguas urbanas, sistemas de abastecimiento de agua, proyectos de tuberías de aguas residuales a gran escala y tuberías de agua circulante en grandes centrales térmicas y nucleares. Se ha establecido la norma nacional para tubos cilíndricos de hormigón pretensado (GB/T19685-2005).

① Un nuevo material de tubería de alta calidad que combina las ventajas de la tubería de acero (SP) y la tubería de hormigón.

② Menor coste que la tubería de acero, utilizando 70% menos acero que la tubería de acero.

③ Pared interior lisa, excelente rendimiento hidráulico y fácil instalación.

④ Más del doble de vida útil que la tubería de acero.

Tiene amplias perspectivas como tubería de abastecimiento y drenaje de agua de diámetro grande y medio, y también para su uso en suelos corrosivos.

La tubería de plástico reforzado con fibra de vidrio, como nuevo tipo de tubería compuesta, ofrece seguridad, durabilidad, economía y amplios beneficios en comparación con otros materiales de tuberías, lo que le ha valido una considerable atención.

La tubería de PVC-U es una tubería rígida de cloruro de polivinilo. Las estructuras de pared disponibles incluyen tuberías corrugadas de doble pared, tuberías reforzadas, tuberías de pared plana y tuberías de material compuesto de acero y plástico. Los tubos de acero y plástico se unen normalmente con un adhesivo interior. Las tuberías corrugadas de doble pared, las tuberías reforzadas y las tuberías de pared plana se unen normalmente mediante una junta de enchufe y espiga y se sellan con un anillo de goma. Para las tuberías de pared plana con un diámetro inferior a 200 mm, se suele utilizar la unión adhesiva. Debido a sus diversas ventajas, las tuberías de PVC-U se utilizan ampliamente en el drenaje municipal y las tuberías de aguas pluviales, y son fáciles de instalar.

Cuando se utiliza como tubería de drenaje, la concentración de gas sulfhídrico en la tubería es significativamente mayor que en las tuberías de drenaje de hormigón. Las tuberías de PVC-U ofrecen excelentes propiedades de sellado contra los olores. Cuando se utiliza como tubería de drenaje, el consumo de energía para su producción es sólo 20% del de la tubería de hierro fundido del mismo diámetro. Su bajo coste, resistencia al envejecimiento, excelente aislamiento térmico y larga vida útil hacen que se utilice ampliamente en el drenaje municipal. El material de las tuberías de PVC-U es relativamente frágil y no puede soportar la presión externa. Por lo tanto, cuando el requisito de presión es alto, se utiliza tubería reforzada o tubería con envoltura compuesta de acero y plástico con buena resistencia a la presión.

La tubería de hierro dúctil es un tipo de tubería de hierro fundido que se utiliza para tuberías enterradas de suministro de agua.

Comparado con el tubo de acero, es más barato, más fácil de fabricar y más resistente a la corrosión. Sus desventajas son la fragilidad y el peso. Aunque algunos datos indican tamaños de tubo entre DN40 y DN80, los manuales de diseño sólo enumeran tamaños por encima de DN80. Dado que el grosor de la pared del tubo no varía con la presión nominal, no es necesario especificar el nivel de presión nominal.

El HDPE es una resina termoplástica no polar altamente cristalina. Su forma bruta es de color blanco lechoso, con cierto grado de translucidez en secciones finas. En los sistemas de abastecimiento de agua y alcantarillado, las tuberías de plástico están sustituyendo gradualmente a las tuberías tradicionales, como las de hierro fundido y acero galvanizado, convirtiéndose en el material de tubería mayoritario.

En sistemas de abastecimiento y drenaje de agua, tubos de plástico están sustituyendo gradualmente a las tuberías tradicionales, como las de hierro fundido y acero galvanizado, y se están convirtiendo en el material de tuberías dominante. En comparación con los tubos tradicionales, los tubos de plástico ofrecen ventajas significativas como peso ligero, resistencia a la corrosión, baja resistencia al flujo, ahorro de energía, facilidad de instalación y menor coste, lo que los convierte en una opción popular en la industria de la ingeniería de tuberías.

Los tubos de polipropileno reforzado con fibra de vidrio (FRPP) se fabrican a partir de polipropileno modificado con fibra de vidrio y tratado con un agente de acoplamiento. Se utilizan ampliamente en las industrias petrolera, química, de generación de energía, textil, metalúrgica, farmacéutica, papelera, alimentaria, minera, de eliminación de residuos y de la construcción, sirviendo como tuberías de transporte y proceso de líquidos corrosivos, lo que les ha granjeado una gran reputación entre los usuarios.

Estos tubos ofrecen resistencia a la corrosión, alta resistencia, baja resistencia a las fugas, baja resistencia interna, excelente resistencia a la tracción, excelente resistencia a la flexión, bajo coste, larga vida útil y fácil instalación y mantenimiento.

Esta tubería presenta una estructura de pared compuesta de plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP) de alta resistencia como capas de refuerzo interior y exterior, una capa central de arena de cuarzo/resina de bajo coste para aumentar la rigidez, y un revestimiento interior duro y resistente a ácidos y álcalis y una capa protectora exterior que cumple los requisitos del entorno operativo.

Los tubos RPM pueden fabricarse mediante fundición centrífuga o bobinado. Están disponibles en dos tipos: tubo compuesto, tubo bobinado y tubo de fundición centrífuga. En la fundición centrífuga, se utiliza fibra cortada; en el bobinado, se utiliza fibra larga. El diámetro máximo de los tubos de RPM fundidos centrífugamente es de 2400mm, mientras que el de los tubos de RPM enrollados con fibra alcanza los 4000mm. Es un tubo de plástico termoestable.

① Excelente resistencia a la corrosión

② Ligero y de gran resistencia, fácil instalación.

③ Superficie lisa, gran capacidad de flujo

④ Excelente resistencia a las bajas temperaturas y aislamiento térmico.

La tubería corrugada en espiral de PEAD reforzada con acero, comúnmente conocida como tubería con banda de acero, es una tubería de drenaje y alcantarillado de gran diámetro y alta resistencia. Utiliza bandas de acero en forma de U laminadas con PE, lo que mejora significativamente la rigidez del aro sin aumentar el coste. Con el mismo peso, su resistencia es significativamente mayor que la de los tubos en espiral y de quilate, lo que permite abordar con eficacia una serie de problemas, incluidas las cargas pesadas.

Las capas se laminan mientras el plástico aún está fundido; a diferencia del tubo en espiral (tubo de pared hueca), que se forma mediante un proceso de fusión secundario, cada capa está totalmente adherida y es muy duradera.

La superficie de la banda de acero se somete a un pretratamiento especial para mejorar la resistencia a la corrosión del acero y la unión entre el acero y el plástico, mejorando la resistencia al pelado. El tubo se enrolla mientras el plástico está totalmente fundido, lo que da como resultado una estructura general robusta y fiable. Los materiales y procesos especializados empleados se ocupan tanto de la protección contra la corrosión como de la adherencia entre el acero y el PE, garantizando una vida útil comparable a la de los tubos de plástico puro, superior a 50 años.

La tubería puede unirse de forma segura mediante fusión eléctrica, cinta termorretráctil, soldadura por extrusión interna y externa, o una combinación de éstas. Unas conexiones fiables pueden hacer que la tubería no tenga fugas.

Las tuberías se conectan mediante fusión eléctrica de tipo enchufe y conexiones de tipo enchufe estrangulador, siendo preferible la fusión eléctrica de tipo enchufe para garantizar la resistencia general de la tubería. Es cómodo, seguro y sin fugas, y se utiliza desde hace mucho tiempo en todo el mundo.

El tubo compuesto de plástico reforzado con malla de acero es un nuevo tipo de tubo compuesto de plástico reforzado con acero mejorado. Este tipo de tubo también se conoce como tubo SRTP. Este nuevo tipo de tubo está compuesto por un armazón de malla de acero plastificado de alta resistencia y polietileno termoplástico. La malla de acero sirve de refuerzo al tubo de polietileno. El polietileno de alta densidad (HDPE) se utiliza como matriz, y una resina adhesiva de alto rendimiento modificada con HDPE une firmemente el armazón de alambre de acero a las capas interior y exterior de HDPE, dando como resultado un excelente acabado compuesto. Dado que el refuerzo de alambre de acero de alta resistencia está encerrado en un termoplástico continuo, esta tubería compuesta supera las deficiencias de las tuberías de acero y de plástico al tiempo que conserva sus respectivas ventajas. Se trata de un nuevo tipo de tubo de alto rendimiento ampliamente utilizado en yacimientos petrolíferos, centrales eléctricas, empresas químicas y petroquímicas, compañías de agua, gas municipal y tuberías de agua de mar.

El tubo compuesto de plástico reforzado con malla de acero utiliza materiales de alta calidad y procesos de producción avanzados, lo que se traduce en una mayor resistencia a la presión. El tubo compuesto también muestra una excelente flexibilidad, por lo que es adecuado para sistemas de tuberías enterradas de agua y gas de larga distancia. Los accesorios utilizados para el tubo compuesto de polietileno reforzado con malla metálica son accesorios de electrofusión de polietileno. Durante la conexión, el elemento calefactor del accesorio fusiona la capa exterior de plástico del tubo con la capa interior de plástico del accesorio, conectando de forma fiable el tubo y el accesorio.

Este tipo de tubo está fabricado con polietileno de alta densidad (HDPE) y se produce mediante un proceso de doble extrusión. El resultado es una pared interior lisa con una pared exterior corrugada anular. Se utiliza mucho en los sistemas municipales de alcantarillado y drenaje.

El tubo corrugado de doble pared de HDPE ofrece una excelente flexibilidad, peso ligero, alta resistencia a la presión, resistencia a la corrosión, resistencia al envejecimiento y una larga vida útil.

El tubo corrugado de doble pared PP tiene la misma estructura que el tubo corrugado de doble pared PE común. Se fabrica a partir de polipropileno modificado y se extruye en un solo paso utilizando extrusoras internas y externas. El tubo presenta una pared interior lisa y ondulaciones sinusoidales en la pared exterior. Las paredes interior y exterior son huecas y están fuertemente fusionadas para formar una estructura en forma de anillo.

El diámetro máximo disponible internacionalmente es DN1800mm. Actualmente, la producción nacional alcanza hasta DN1200 mm, pero los tamaños suelen oscilar entre DN200 mm y DN800 mm.

Los datos indican que la rigidez del aro del tubo corrugado de doble pared de PP puede alcanzar SN14. En el mercado nacional existen cuatro series: SN4, SN8, SN10 y SN12.5.

La selección racional de los materiales de las tuberías municipales no es sólo una cuestión de ingeniería y pericia técnica, sino también un componente crucial de la estrategia de desarrollo sostenible de una ciudad. Solo si nos atenemos a los principios de "adaptación a las condiciones locales, selección de materiales en función de las necesidades, priorización de la calidad y priorización de la sostenibilidad medioambiental" podremos construir realmente una red de infraestructuras subterráneas urbanas segura, eficiente, inteligente y sostenible, que proporcione un sólido apoyo a un desarrollo urbano de alta calidad.