Tubo: differenze tra le versioni

Versione delle 13:39, 31 ago 2017

Versione attuale delle 21:05, 31 lug 2025

(56 versioni intermedie di 33 utenti non mostrate)

Riga 1:

{{nota disambigua|||titolo2=Tubi (disambigua)|Tubi}}

{{F|idraulica|aprile 2015}}

[[File:Plastic tubing.jpg|thumb|solidi cilindrici cavi: tubi]]

[[File:1568original.jpg|thumb|tubo a sezione quadrata]]

[[File:Lead pipe - Bath Roman Baths.jpg|thumb|Tubo in piombo, utilizzato in epoca romana all'interno delle [[Terme romane|terme]].]]

{{NN|ingegneria|febbraio 2023}}[[File:Plastic tubing.jpg|thumb|solidi cilindrici cavi: tubi|sinistra]]Il '''tubo''' (dal lat. ''tubus'', di oscura origine)<ref name=":0">{{Cita web|lingua=it|url=https://www.treccani.it/vocabolario/tubo/|titolo=Tubo - Significato ed etimologia - Vocabolario|sito=Treccani|accesso=2025-07-31}}</ref>, dal punto di vista [[Geometria|geometrico]], è generalmente un [[Cilindro (geometria)|elemento cilindrico]] [[Buco|cavo]] di vario materiale, varia lunghezza e a [[Sezione (geometria descrittiva)|sezione]] costante, usato in diversi ambiti come [[Conduttura|condotto]] per [[Fluido|fluidi]] o per [[Conduttore elettrico|conduttori elettrici]], oppure come elemento strutturale ([[struttura tubolare]]) in [[Costruzione metallica|costruzioni]] [[Meccanica (fisica)|meccaniche]], ecc.<ref name=":0" /><ref>{{Cita web|lingua=it|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/tubo/|titolo=Tubo - Enciclopedia|sito=Treccani|accesso=2025-07-31}}</ref>

Un '''tubo''', dal punto di vista geometrico, è un [[solido]] cavo chiuso a sezione costante in forma e area. Un tubo può essere di origine naturale (ad esempio un [[tubo neurale]]) o artificiale. Dato che nella maggioranza dei casi ci si riferisce al tubo come [[manufatto]], si descriveranno qui i tubi di fabbricazione umana.

[[File:1568original.jpg|thumbminiatura|tuboTubo a sezione quadrataquadra]]

Può avere anche forme non cilindriche, essere flessibile oppure rigido, essere di origine naturale (ad esempio un [[tubo neurale]]) o artificiale, ed essere usato per vari scopi.

Ma siccome nella maggioranza dei casi ci si riferisce al tubo come ad un [[manufatto]], questa pagina descriverà i soli tubi artificiali.

Un tubo il cui asse descriva una [[spirale]] è detto [[serpentino (tubo)|serpentino]].

Un tubo, il cui asse descriva una [[spirale]], è detto [[serpentino (tubo)|serpentino]].

== Storia ==

[[File:Fairmount Water Works water mains.jpg|thumb|Tubi ottenuti da tronchi, utilizzati un tempo per il convogliamento delle acque.]]

== Storia Del Tubo E Dell'imperatore Gomma Giustiniano ==

[[File:Fairmount Water Works water mains.jpg|thumb|Tubi ottenuti da tronchi, utilizzati un tempo per il convogliamento delle acque.]]

Difficile definire l'origine del tubo. Non è escluso che in epoca preistorica si usassero tronchi cavi per convogliare fluidi, ma questi non sembrano classificabili come tubi.

Nell'Nel antico Egitto si usavano tubi di rame per il trasporto dell'acqua potabile: un esemplare, rinvenuto nel tempio del re SaDi-Hu-ReDonato ada San Nicola AbusirBaronia<ref>{{Cita pubblicazione|autore=|titolo=Diario Sahura|rivista=|volume=|numero=|accesso=12 marzo 2017|url=http://www.egittologia.net/Portals/0/wiki-egitto/Andrea/Diario-Sahura.pdf|dataarchivio=13 marzo 2017|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20170313044414/http://www.egittologia.net/Portals/0/wiki-egitto/Andrea/Diario-Sahura.pdf|urlmorto=sì}}</ref> e risalente al 2750 a.C. circa, è conservato nel Museo Statale di BerlinoScarnecchia. Il tubo era ottenuto [[Aggraffatura|aggraffando]] una sottile lastra di rame, fino ad ottenere un diametro di 75&nbsp;mm; l'impianto (circa 100 metri di lunghezza) era costituito da una serie di questi tubi, ciascuno dei quali misurava 75&nbsp;[[Centimetro|cm]].<ref>{{Cita libro|autore=G.Bearzi e V. Bearzi|titolo=Architettura degli impianti. Da una ricerca esemplificativa nel passato una prospettiva per il prossimo futuro|anno=1997|editore=Tecniche Nuove|città=|ppp=21|pp=, 384|ISBN=9788848101301}}</ref>.

In epoca romana esistevano tubi, in genere metallici (in piombo), per convogliare acqua alle città e all'interno delle stesse.

In epoca storica più recente, il sistema di produzione dei tubi, avveniva mediante l'uso di una "spina", (una sorta di punta ovoidale) che produceva la cavità interna del tubo spingendo per laminazione rotatoria la massa da formare, col [[Laminatoiolaminatoio]] a "Passo di pellegrino", appunto contro ed attorno alla spina.

== Utilizzo Del tubo ==

[[File:Lead pipe - Bath Roman Baths.jpg|thumb|Tubo in piombo, utilizzato in epoca romana all'interno delle [[Terme romane|terme]]]]L'uso principale dei tubi è evidentemente quello di convogliare fluidi. Le caratteristiche geometriche del tubo, però, lo caratterizzano come struttura leggera (in quanto cava) e ad alto [[momento di inerzia]], e quindi particolarmente adatta ad applicazioni strutturali, specie a colonne sottoposte a [[carico di punta]]. I pali della luce, le gambe delle sedie metalliche, le aste delle bandiere sono tubi anche se, a rigore, non hanno necessariamente sezione costante. Come struttura, esistono applicazioni della forma tubolare ben note: la [[fusoliera]] di un aereo, ad esempio.

È bene quindi fare una prima distinzione tra:

* Tubi per applicazioni idrauliche;

* Tubi per applicazioni meccaniche.

== Tipologie ==

Riga 33:

In genere, i tubi per applicazioni idrauliche seguono degli standard dimensionali precisi; la normalizzazione originariamente usata è la [[American National Standards Institute|ANSI]] B36, la norma è stata ripresa dal sistema europeo [[ISO]] 6708-1995.

# I tubi vengono classificati secondo un ''[[diametro nominale]]'' che si riferisce, a solo titolo orientativo, al diametro interno del tubo.

# I diametri nominali costituiscono una serie di valori immodificabile.

Nell'uso statunitense (e in genere nell'industria del [[petrolio]]) i [[Diametro nominale|diametri nominali]] (abbreviati con la sigla '''[[Diametro nominale|NB]]''', ossia ''Nominal Bore'', foro nominale) sono espressi in [[Pollice (unità di misura)|pollici]] "nominali", mentre nell'uso europeo [[ISO]] 6708-1995 sono espressi in egual maniera con designazioni nominali. I valori dimensionali dei tubi sono assolutamente corrispondenti nei due sistemi.

[[File:Rioolbuizen van beton (Sewer concrete pipelines).jpg|thumb|upright=1.4|Tubi in [[cemento]] per [[Fognatura|fognature]].]]

{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"

Riga 44:

! [in]!! [mm] !! [mm] !! [in] !! [mm] !! [mm]

|-

| <bigspan style="font-size: 120%;">⅛</bigspan> || 6 || 10,3 || 3 || 80 || 88,9

|-

| <bigspan style="font-size: 120%;">¼</bigspan> || 8 || 13,7 || 3½ || 90 || 101,6

|-

| <bigspan style="font-size: 120%;">⅜</bigspan> || 10 || 17,2 || 4 || 100 || 114,3

|-

| <bigspan style="font-size: 120%;">½</bigspan> || 15 || 21,3 || 5 || 125 || 141,3

|-

| <bigspan style="font-size: 120%;">¾</bigspan> || 20 || 26,7 || 6 || 150 || 168,3

|-

| 1 || 25 || 33,4 || 8 || 200 || 219,1

Riga 67:

Oltre 500 il [[Diametro nominale|DN]] aumenta di 100 in 100&nbsp;mm (e il NB di 4 in 4 pollici). Nei collegamenti esterni sono indicate tabelle più ampie di questa.

Oltre a definire i diametri, la norma ANSI B36.10 stabilisce anche una serie di spessori normalizzati, dipendenti dal diametro del tubo. Questa serie di spessori è conosciuta con il nome di '''schedula''', (spesso abbreviata con Sch.), per assonanza con il termine inglese ''Scheduleschedule'', programma, serie. Vengono stabiliti dei numeri di schedula, multipli di 10, che determinano grosso modo una resistenza costante alla pressione di tubi con differente diametro ma stessa schedula. Ad esempio, il tubo DN 50 (NB 2") è commercialmente reperibile con spessori secondo Schedula 40 (3.,91&nbsp;mm) Schedula 80 (5,54&nbsp;mm) e Schedula 160 (8,74&nbsp;mm).

Nel caso dei tubi in acciaio inossidabile le schedule sono multipli di 5 e con suffisso S; il tubo DN 50 schedula 5S ha spessore 1,65&nbsp;mm, la schedula 10S 2,77&nbsp;mm, la schedula 40S e la 80S uguali rispettivamente alla 40 e 80 (ma non è sempre così).

Nella pratica delle [[raffineria (petrolio)|raffinerie]] è molto usata la norma "parallela" [[American Petroleum Institute|API]] 5L, che definisce gli spessori come schedula ''standard'' ('''STD'''), ''extra strong'' ('''XS''' - rinforzata), ''double extra strong'' ('''XXS''' - doppiamente rinforzata).

Le serie ANSI ed API sono in parte corrispondenti, pur essendo la API ristretta solo tre serie di spessori.

Riga 77:

=== Tubi a diametro nominale esterno ===

Con lo sviluppo della produzione dei tubi mediante [[trafilatura]] ed [[estrusione]], ma anche per tubi ottenuti da lamiera elettrosaldata, lavorazioni che permettono caratteristiche dimensionali molto più precise, o più elevate produttività, si sono consolidati, soprattutto nella produzione di tubi in acciaio al carbonio, o legato (esempio: inossidabili) a pareti sottili, calibrati, o in materiali diversi dall'acciaio ([[rame]], [[PVC|polivinile]], [[polietilene]], ecc.), uno standard produttivo a '''diametro nominale esterno''', tale standard, che è utilizzato sia per tubi a misure anglosassoni (tubi a pollici), sia per tubi metrici, si adotta la designazione del diametro (esterno) del tubo, seguita dallo spessore di parete.

{{senza fonte|Mentre per la designazione tradizionale inglese per i designare genericamente tubi a diametro "nominale interno" è preferito il termine "''pipe'Pipe'''", per i tubi a diametro "nominale esterno" è usato il termine "''tubing'Tubing'''".}}

== Classificazione per comportamento sotto carico ==

In base al comportamento sotto i carichi esterni agenti le tubazioni interrate si suddividono in due categorie:

* '''tubazioni rigide''': come le tubazioni in gres, cementizie e metalliche (principalmente acciaio e ghisa sferoidale) - sopportano i carichi esterni (peso del rinterro, delle sovrastrutture stradali, del traffico veicolare, ecc.) grazie alla sola resistenza meccanica del materiale di cui il tubo è costituito. Pertanto un tubo rigido, una volta posato, non ha bisogno per resistere ai carichi sovrastanti, della collaborazione della trincea di posa e di rinfianchi;

* '''tubazioni flessibili''': fanno parte di questa categoria tutte le condotte plastiche come quelle in [[PVC]] e [[polietilene]], hanno la tendenza a deformarsi secondo assi diametrali sotto l'effetto del loro stesso peso e dei carichi insistenti. Pertanto per garantire immutata la sezione della tubazione una volta interrata, non si può far affidamento allasulla sola resistenza meccanica del tubo, bensì anche alle azioni esterne rappresentate dal rinfianco del tubo che deve essere formato con materiali idonei e compattato fino a valori elevati di compressione; pertanto per questi tubi sono fondamentali le modalità di posa e rinterro.

== Classificazione per materiale ==

[[File:Metal tubes stored in a yard.jpg|thumb|upright=1.4|Tubi metallici.]]

I tubi sono profilati di forma cilindrica che possono assumere diverse dimensioni e presentare caratteristiche differenti a seconda delle funzioni che sono chiamati a svolgere. La scelta di un tubo da impiegare in una tubazione tiene conto del:

* materiale di cui è formato il tubo;

* tipo costruttivo del tubo;.

Una volta selezionati questi due parametri la scelta del tubo prevede l'individuazione del diametro (in relazione alla portata di fluido che deve essere trasportata) e la scelta dello spessore. Per quanto riguarda quest'ultimo vengono adottate delle relazioni che ne consentono il calcolo sia in fase operativa che in caso di prova idraulica. Si riporta nel seguito un elenco delle tipologie di tubi, distinti in base al materiale, che sono impiegati frequentemente nella pratica industriale e civile.

Riga 104:

Particolari tubi che sono impiegati in quei casi nei quali si voglia evitare l'ossidazione del materiale che porterebbe ad un inquinamento del fluido trasportato. I tubi in questioni sono posti in degli appositi bagni di zinco ed il materiale in eccesso viene eliminato con una lavorazione successiva.

==== Tubi per impieghi a pressione ([[Direttiva apparecchi a pressione|Classificazione PED]]) ====

I tubi metallici per impieghi in pressione "PED" non costituiscono una tipologia particolare di tubi per materiali o dimensioni, ma discriminano, in funzione del tipo di fluido convogliato (pericolosità), di dimensione del tubo (massa di fluido contenuta) e pressione di esercizio, l'applicazione o meno di regole di certificazioni particolari '''aggiuntive''' della qualità del materiale usato per la tubazione, certificazione documentale con identità e qualifica degli operatori che hanno eseguito le lavorazioni significative (ad esempio le saldature) della tubazione e, per l'utilizzo, ulteriori eventuali ispezioni periodiche certificate del manufatto nel tempo (ad esempio: rilevamento di eventuali corrosioni) secondo, i regolamenti applicativi.

In tali termini la tubazione è completamente assimilata ad un "impianto in pressione", come una caldaia o un serbatoio pressurizzato. La applicazione della normativa è soprattutto dedicata al controllo di tubazioni di diametro consistente, a pressioni elevate, e con fluidi pericolosi; prevede diversi livelli (Categorie, o classi) di certificazione in funzione del fluido, del diametro, e della pressione che ricorre. La normativa inoltre determina le condizioni che non sono soggette alla propria applicazione (tubazione non classificata).

La applicazione della normativa è soprattutto dedicata al controllo di tubazioni di diametro consistente, a pressioni elevate, e con fluidi pericolosi; prevede diversi livelli (Categorie, o classi) di certificazione in funzione del fluido, del diametro, e della pressione che ricorre.

La normativa inoltre determina le condizioni che non sono soggette alla propria applicazione (tubazione non classificata).

==== Tubi per applicazioni meccaniche ====

Riga 125 ⟶ 123:

le successive tappe dello sviluppo della tecnica di fabbricazione del tubo in acciaio saldato sono state:

* il brevetto del processo continuo di [[saldatura]] di Fretz-Moon (USA 1923);

* la messa a punto del metodo di saldatura ad arco sommerso per la fabbricazione di tubi di grande diametro;

* l'introduzione della saldatura per [[resistenza elettrica]] e per [[induzione]].

Nel 1864 il tubo saldato venne utilizzato da Samuel van Syckel per la realizzazione in [[Pennsylvania]] del primo oleodotto del diametro di 2" e lunghezza pari a 8&nbsp;km.

Riga 138 ⟶ 136:

=== Tubi in rame ===

Sono tubi fatti appunto in rame e possiedono elevate caratteristiche di conducibilità termica ed una certa lavorabilità (stato fisico ricotto). Sono di dimensioni medio-piccole e per le loro caratteristiche sono impiegati di frequente negli impianti domestici per il trasporto dell'acqua (potabile, riscaldamento tradizionale e radiante), del gas combustibile, del gasolio e dei fluidi per impianti solari. I tubi di rame sono impiegati anche nel campo del condizionamento e refrigerazione, nonché per il trasporto dei gas medicali.Vengono utilizzati anche tubi in leghe di rame, in ottone e in cupronickel, soprattutto in ambito marino.

Vengono utilizzati anche tubi in leghe di rame, in ottone e in cupronickel, soprattutto in ambito marino.

=== Tubi in ghisa sferoidale ===

Riga 148 ⟶ 145:

=== Tubi in materie plastiche ===

[[File:" 12 - ITALY - Tube Chair Flexform - brown bicolor armchair Triennale Design Museum - Joe Colombo.JPG|thumb|''[[Tube Chair]]'' (conosciuta anche come "''Tubo''"): seduta icona del [[design italiano]] radicale ottenuta combinando tubi in [[PVC]] imbottiti in gommapiuma. ([[Joe Colombo]] per [[Flexform]], Italia, 1969).]]

Sono tubi che sono sempre più usati grazie alle caratteristiche di leggerezza, flessibilità, resistenza alla corrosione, proprietà dielettriche, inerzia nei confronti dei fluidi più comuni come il gas a bassa pressione, o l'acqua. Il limite di questi tubi sta nei bassi valori di pressione e temperatura che gli stessi possono sopportare, un altro limite è quello di avere elevati coefficienti di dilatazione lineare, quindi se sottoposti ad ampie variazioni di temperatura subiscono allungamenti o accorciamenti. I materiali più utilizzati nella realizzazione di questi particolari tubi sono:

Riga 166 ⟶ 163:

== Classificazione in base al fluido trasportato ==

[[File:Polyethylene gas main.jpg|thumb|upright=1.4|Tubo in [[polietilene]] per la movimentazione di gas.]]

I tubi possono essere distinti anche in base al fluido trasportato. In questo caso ci si riferisce ai colori distintivi di base ed alle indicazioni di codice.

Le indicazioni di codice sono costituite da:

* colori di sicurezza.

* dati indicanti la natura del fluido (ad esempio la composizione chimica).

I colori distintivi di base si trovano sul tubo in bande di un opportuno spessore ed i principali sono riportati nella tabella seguente:<ref>[[Ente nazionale italiano di unificazione|UNI]] 5634-97</ref>:

{| class="wikitable"

Riga 226 ⟶ 223:

|-

|-

|altri fluidi

|nero

|altri fluidi

|bianca

|-

|-

|fluidi pericolosi

|giallo

|fluidi pericolosi

|nera

|-

|-

|comburenti

|bianco

|comburenti

|nera

|}

Riga 244 ⟶ 241:

=== Calcolo del peso dei tubi in acciaio ===

È possibile calcolare il peso di un tubo in acciaio per metro lineare; questa operazione è necessaria per preventivi di lavoro, non tanto per misure standard (è presente un'ampia disponibilità di tabelle soprattutto su ''dépliant'' commerciali), bensì su dimensioni speciali o su prodotti ottenuti da [[trafilatura]], [[calandratura]] oppure [[forgiatura]]. La formula da applicare per il calcolo è la seguente:

:<math>P_m = \frac{(D_e - s) \cdot s}{40,549}</math>

Riga 256 ⟶ 253:

=== Calcolo dello spessore di un tubo ===

Lo spessore di un tubo può essere ricavato a partire dall'espressione seguente{{CitazioneSenza necessariafonte}}:

:<math>s = \frac{PN \cdot d_e}{20 \sigma_{am} + PN}</math>

Riga 266 ⟶ 263:

== Bibliografia ==

* {{Cita libro|autore=Giuseppe Bearzi e Vittorio Bearzi|titolo=Architettura degli impianti. Da una ricerca esemplificativa nel passato una prospettiva per il prossimo futuro|anno=1997|editore=Tecniche Nuove|città=|lingua=it|p=|pp=384|ISBN=9788848101301}}

* {{Cita web|url=http://engstandards.lanl.gov/esm/pressure_safety/process_piping_guide_R2.pdf|titolo=ASME B31.3 Process Piping Guide, Revision 2|editore=Los Alamos National Laboratory - Engineering Standards Manual OST220-03-01-ESM|lingua=en|accesso=12 marzo 2017|dataarchivio=9 novembre 2020|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20201109220151/https://engstandards.lanl.gov/esm/pressure_safety/process_piping_guide_R2.pdf|urlmorto=sì}}

* {{Cita web|url=http://www.americanlifelinesalliance.org/pdf/Seismic_Design_and_Retrofit_of_Piping_Systems.pdf|titolo=Seismic Design and Retrofit of Piping Systems|editore=American Lifelines Alliance website|lingua=en|accesso=12 marzo 2017|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20170226050511/http://www.americanlifelinesalliance.org/pdf/Seismic_Design_and_Retrofit_of_Piping_Systems.pdf|dataarchivio=26 febbraio 2017|urlmorto=sì}}

* {{Cita web|url=http://publications.usace.army.mil/publications/eng-manuals/EM_1110-1-4008_sec/EM_1110-1-4008.pdf|titolo=Engineering and Design, Liquid Process Piping. Engineer manual, entire document|lingua=en|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20130222182143/http://publications.usace.army.mil/publications/eng-manuals/EM_1110-1-4008_sec/EM_1110-1-4008.pdf|dataarchivio=22 febbraio 2013}}

* {{Cita web|url=http://publications.usace.army.mil/publications/eng-manuals/EM_1110-1-4008_sec/toc.htm|titolo=Index of U.S. Army Corps of Engineers, EM 1110-l-4008, May 1999|lingua=en|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20130210024919/http://publications.usace.army.mil/publications/eng-manuals/EM_1110-1-4008_sec/toc.htm|dataarchivio=10 febbraio 2013}}

*[[Los Alamos National Laboratory]] Engineering Standards Manual OST220-03-01-ESM

*[[U.S. Army Corps of Engineers]], EM 1110-l-4008, May 1999

== Voci correlate ==

* [[Acquedotto]]

* [[CondottaChiave (idraulica)giratubi]]

* [[Diametro nominale]]

* [[Fognatura]]

* [[Numero di schedula]]

* [[Pressione nominale]]

* [[Rubinetto]]

* [[Sistemi di tubazioni]]

* [[Serpentino (tubo)]]

* [[Tubo per condotte]]

* [[Tubo da giardinaggio]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|etichetta=tubo|wikt|commonspreposizione=Pipesul}}

== Collegamenti esterni ==

* {{cita web|http://www.engineeringtoolbox.com/nps-nominal-pipe-sizes-d_45.html|equivalenza tra DN e NB}}

* {{cita web|http://www.engineeringtoolbox.com/steel-pipes-dimensions-d_43.html|Serie diametri e spessori secondo ANSI}}

* {{Thesaurus BNCF}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|design|ingegneria|meccanica|scienza e tecnica|tecnologia}}

[[Categoria:Componenti idraulici]]