Spesso ci viene chiesto: cos'è esattamente la ghisa duttile e cosa significa "K9"? La ghisa duttile è un tipo di ghisa con un'eccellente flessibilità e tenacità, ottenuta aggiungendo magnesio (o talvolta cerio) per trasformare le scaglie di grafite in noduli sferoidali. Questa struttura le consente di deformarsi e assorbire gli urti senza incrinarsi, a differenza della fragile ghisa grigia.
La "K" di K9 si riferisce a una classe di spessore delle pareti secondo gli standard ISO 2531 ed EN 545, mentre il "9" indica uno spessore specifico che supporta le pressioni nominali: una K più alta significa pareti più spesse e tubi più resistenti. Il K9 raggiunge un equilibrio intelligente: è abbastanza spesso per il servizio PN 25, ma non è eccessivamente costruito, il che lo rende ideale per la maggior parte delle condotte idriche e fognarie.
Specifiche del tubo in ghisa sferoidale K9
| Categoria | Parametro | Valore/intervallo | Standard/Note |
|---|---|---|---|
| Specifiche di base | Standard | ISO 2531, EN 545, EN 598, GB/T 13295 | Per applicazioni idriche e fognarie |
| Grado | K9 | Classe di spessore della parete | |
| Gamma di diametri (DN) | DN 80 - DN 2600 mm | DN 1200 max in alcune fonti | |
| Lunghezza effettiva | 6 m (bulk), 5,5-5,7 m (container) | Lunghezze personalizzate disponibili | |
| Tipi di articolazioni | Tipo T (a pressione), tipo K, autostringente | Interfacce flessibili | |
| Proprietà meccaniche | Resistenza alla trazione (≥) | 420 MPa | |
| Resistenza allo snervamento (≥) | 300 MPa | ||
| Allungamento (≥) | 10% | ||
| Durezza (≤) | 230 HB | Scala Brinell1 | |
| Pressione nominale | 10-50 Bar | Varia in base al diametro | |
| Composizione chimica | Carbonio (C) | 3,4-3,7% | |
| Silicio (Si) | 2,0-2,4% | ||
| Manganese (Mn) | Non specificato | Vedere i dati dei fornitori | |
| Fosforo (P) (≤) | 0.08% | ||
| Zolfo (S) (≤) | 0.015% | ||
| Trattamento anticorrosione | Rivestimento interno | Cemento Portland (ISO 4179) | Spessore: 3-5,5 mm |
| Rivestimento esterno in zinco (≥) | 130 g/m² (ISO 8179) | ||
| Rivestimento bituminoso (≥) | 70 μm (ISO 8179) | ||
| Rivestimenti alternativi | Cemento resistente ai solfati, ceramica epossidica | Per terreni/acqua aggressivi | |
| Tolleranze dimensionali | Formula dello spessore della parete | e = K(0,5 + 0,001 × DN) | K=9 per il grado K9; e in mm |
| Deformazione ammissibile ai giunti | ±3.5° | Giunti di tipo T | |
| Test e certificazione | Pressione di prova idraulica | Supera la norma ISO di 1 MPa | |
| Certificazioni di qualità | ISO 9001, WRAS, BSI, BV | ||
| Ispezione | Automatizzato (spessore, rivestimento, pressione) | ||
| Parametri di applicazione | Pressione di esercizio (esempio DN150) | 1,6 MPa | |
| Intervallo di temperatura | Da -30°C a 80°C | Varia a seconda del rivestimento | |
| Design Life | 50+ anni | Con un'adeguata protezione anticorrosione |
Note chiave:
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Spessore della parete: Calcolato con la formula e = 9 × (0,5 + 0,001 × DN) (ad esempio, DN 150 → e = 9 × (0,5 + 0,15) = 5,85 mm).
-
Guarnizioni: NBR, SBR, EPDM o gomma naturale (conforme alla norma ISO 4633).
-
Installazione: I giunti a T consentono un montaggio rapido (la deflessione di ±3,5° consente di compensare gli spostamenti del terreno).
-
Personalizzazione: I rivestimenti (ad esempio, poliuretano, epossidico) e i rivestimenti si adattano agli ambienti corrosivi.
Proprietà meccaniche del tubo in ghisa sferoidale K9
| Proprietà | Standard di prova | Valore (minimo/standard) | Note |
|---|---|---|---|
| Resistenza alla trazione (Rm) | ISO 6892-1 | ≥ 420 MPa | Resistenza ultima prima della frattura |
| Resistenza allo snervamento (Rp0,2) | ISO 6892-1 | ≥ 300 MPa | Sollecitazione a deformazione permanente 0,2% |
| Allungamento (A) | ISO 6892-1 | ≥ 10% | Lunghezza superiore al calibro 5,65√S₀ (S₀: area della sezione trasversale) |
| Durezza | ISO 6506-1 | ≤ 230 HB | Durezza Brinell (carico 500 kgf, sfera 10 mm) |
| Modulo di elasticità | ISO 1083 | 170 GPa | Valore tipico; varia leggermente in base alla composizione |
| Resistenza agli urti | ISO 148-1 | ≥ 14 J (a 23°C) | Prova Charpy V-notch; temperatura di transizione duttile-fragile ≈ -20°C |
| Pressione di scoppio | ISO 2531 | ≥ PN 50 (5,0 MPa) | Varia in base alla dimensione del DN (ad esempio, DN 100: ~9,5 MPa) |
| Resistenza alla fatica | ISO 12107 | ±150 MPa (10⁷ cicli) | Limite di fatica a flessione rotante |
| Poisson's Ratio | ASTM E132 | 0.27-0.30 | Standard per la ghisa duttile |
| Espansione termica | ASTM E228 | 11 μm/m-°C | Coefficiente lineare (intervallo 20-100°C) |
Note chiave:
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Metodi di test:
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Trazione/snervamento/allungamento: Testato su campioni lavorati dalle pareti dei tubi (secondo ISO 6892).
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Durezza: Misurata a metà spessore della parete; max 230 HB garantisce la lavorabilità.
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Prestazioni di pressione:
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Pressione di scoppio supera la pressione nominale (PN) di 2,5-3× (ad esempio, un tubo PN 16 scoppia a ~40-48 bar).
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Pressione di esercizio consentita: Da PN 10 a PN 50 (1,0-5,0 MPa), a seconda della dimensione del DN.
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Resilienza dei materiali:
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L'elevato allungamento (≥10%) e la tenacità all'impatto (>14 J) prevengono la frattura fragile.
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La resistenza alla fatica supporta il carico ciclico di pressione (ad esempio, il colpo d'ariete).
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Dati supplementari:
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Resistenza alla compressione≈750-1000 MPa (non standardizzato ma critico per il carico in trincea).
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Densità: 7,1-7,2 g/cm³.
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Esempio di calcolo (tubo DN 500):
| Parametro | Formula | Valore |
|---|---|---|
| Spessore della parete (e) | e = K(0,5 + 0,001-DN) K=9 |
9,0 mm |
| Pressione di scoppio (P) | P = 2·Rm·e / (DN - e) | ~7,8 MPa |
Fonti: ISO 2531:2020, EN 545:2010, EN 1563:2018 (norma sui materiali in ghisa duttile).
Composizione chimica del tubo in ghisa sferoidale K9 (peso %)
| Elemento | Simbolo | Gamma standard (ISO 1083/EN 1563) | Ruolo funzionale | Deviazione consentita |
|---|---|---|---|---|
| Carbonio (C) | C | 3,40-3,70% | Forma noduli di grafite; migliora la colabilità e lo smorzamento delle vibrazioni | ±0,05% |
| Silicio (Si) | Si | 2,00-2,40% | Controlla la struttura della matrice (perlite/ferrite); migliora la fluidità | ±0,10% |
| Manganese (Mn) | Mn | ≤0.30% | Aumenta la resistenza; stabilizza la struttura della perlite | +0.05% |
| Magnesio (Mg) | Mg | 0,03-0,05% | Critico per la nodularizzazione (forma grafite sferoidale) | ±0,005% |
| Fosforo (P) | P | ≤0,08% | Riduce la tenacità se >0,05%; forma fosfuri duri | +0.005% |
| Zolfo (S) | S | ≤0,015% | Consuma Mg; se eccessivo, inibisce la formazione di noduli. | +0.002% |
| Rame (Cu) | Cu | ≤0,40% | Opzionale per migliorare la resistenza alla corrosione e la forza | Per accordo |
| Cromo (Cr) | Cr | ≤0,08% | Indurisce la matrice; può ridurre la duttilità se >0,05% | +0.01% |
| Stagno (Sn) | Sn | ≤0,03% | Stabilizza la perlite; migliora la durezza | Non specificato |
| Alluminio (Al) | Al | ≤0,030% | Impedisce la porosità del gas; disossidante durante la fusione | +0.005% |
Oligoelementi critici (limiti massimi)
| Elemento | Limite massimo | Motivo della restrizione |
|---|---|---|
| Piombo (Pb) | 0.002% | Provoca la degenerazione della grafite |
| Titanio (Ti) | 0.050% | Forma carburi; riduce la lavorabilità |
| Antimonio (Sb) | 0.002% | Favorisce la grafite vermicolare |
| Bismuto (Bi) | 0.002% | Interferisce con la nodularizzazione |
| Tellurio (Te) | 0.001% | Crea difetti di refrigerazione |
Note metallurgiche fondamentali:
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Equivalente di carbonio (CEV)
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Formula: CEV = %C + (%Si + %P)/3
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Gamma tipica: 4.3-4.5 (garantisce una colabilità ottimale senza ritiro).
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Requisito di nodularità:
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Grafite sferoidale ≥90% (secondo ISO 945-1:2019, Tipo VI).
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Conta dei noduli: 100-150 noduli/mm².
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Trattamento termico:
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La ricottura può essere applicata per ottenere una matrice ferritica (>80% ferrite) per la massima duttilità.
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Certificazione del materiale:
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L'analisi della siviera deve essere conforme alla norma ISO 1083 Grado EN-GJS-500-7 (equivalente alla classe di pressione K9).
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Standard globali e garanzia di qualità
Adherence to international standards isn't just a compliance formality for MWalloys; it's a testament to our unwavering commitment to quality, safety, and interoperability. We understand that our products are deployed in diverse environments globally, and thus, meeting universal benchmarks is non-negotiable.
I principali standard internazionali a cui sono conformi i nostri tubi:
- ISO 2531: Tubi, raccordi, accessori e loro giunzioni in ghisa duttile per applicazioni su acqua o gas - Requisiti e metodi di prova: Si tratta dello standard internazionale di riferimento per i tubi in ghisa duttile. La nostra classificazione K9 fa riferimento direttamente alle specifiche delineate nella norma ISO 2531, garantendo la coerenza delle dimensioni, delle proprietà meccaniche e delle prestazioni.
- EN 545: Tubi, raccordi, accessori e loro giunzioni in ghisa duttile per condotte d'acqua - Requisiti e metodi di prova: Si tratta dell'equivalente europeo della ISO 2531, con requisiti tecnici molto simili. I nostri tubi sono pienamente conformi alla norma EN 545, il che ne facilita l'uso nei mercati europei.
- AWWA C151/A21.51: Tubo in ferro duttile, colato centrifugamente, per acqua: Per il mercato nordamericano, i nostri tubi soddisfano i severi requisiti della norma AWWA C151, che riguarda la produzione, le dimensioni e i test dei tubi a pressione in ghisa duttile.
- AWWA C150/A21.50: Progettazione dello spessore delle tubazioni in ferro duttile: This standard provides the methodology for designing the wall thickness of ductile iron pipes, ensuring they can safely withstand internal pressure and external loads. Our K9 pipes are inherently designed to this standard's principles.
- AS/NZS 2280: Tubi e raccordi in ghisa sferoidale: Garantiamo inoltre la conformità agli standard australiani e neozelandesi, ampliando la nostra portata e garantendo l'idoneità per i progetti in queste regioni.
Implementiamo una rigorosa Controllo qualità (CQ) e Garanzia di qualità (AQ) protocolli di controllo durante l'intero processo di produzione. Dall'ispezione delle materie prime al collaudo del prodotto finale, ogni fase viene monitorata meticolosamente. Questo include:
- Analisi spettrografica: Garantire l'esatta composizione chimica della ghisa duttile.
- Test di trazione: Verifica della resistenza minima alla trazione e dell'allungamento.
- Test di pressione idrostatica: Ogni tubo viene sottoposto a un test idrostatico a pressioni significativamente superiori alla pressione di esercizio nominale per garantire la tenuta e l'integrità strutturale.
- Test d'impatto: Conferma della resistenza alle forze improvvise.
- Test di adesione di rivestimenti e rivestimenti: Assicurare che gli strati protettivi siano robusti e ben legati.
Diversi scenari applicativi
The versatility of MWalloys K9 ductile iron pipes is truly remarkable. We've seen our pipes deployed in an extensive array of projects, each benefiting from their inherent strength, longevity, and adaptability. Our customers often express their satisfaction with the performance of our pipes across various sectors.
Aree di applicazione principali:
- Sistemi di approvvigionamento di acqua potabile: Questa è probabilmente l'applicazione più comune. I tubi K9 sono ideali per le linee di trasmissione principali, le reti di distribuzione e gli allacciamenti di servizio, garantendo la fornitura sicura e affidabile di acqua potabile alle comunità. La loro natura non permeabile impedisce ai contaminanti esterni di infiltrarsi nella rete idrica.
- Sistemi di raccolta delle acque reflue e delle acque nere: Dai flussi di gravità alle condotte forzate, i tubi in ghisa duttile sono molto efficaci per il trasporto di acque reflue. La loro struttura robusta resiste agli elementi corrosivi spesso presenti nelle acque reflue e la loro forza gestisce i carichi esterni derivanti dall'interramento.
- Sistemi di irrigazione: In ambito agricolo, i tubi K9 vengono utilizzati per progetti di irrigazione su larga scala, trasportando in modo efficiente l'acqua su lunghe distanze e a varie altitudini, contribuendo a sostenere i raccolti.
- Sistemi di protezione antincendio: Grazie all'alta pressione e alla resistenza ai danni esterni, i tubi in ghisa duttile sono la scelta preferita per le linee di alimentazione degli idranti e dei sistemi antincendio, garantendo la disponibilità di acqua in caso di emergenza.
- Applicazioni industriali: Diversi settori industriali, tra cui l'industria mineraria, la produzione di energia e l'industria manifatturiera, utilizzano tubi in ghisa duttile per il trasporto di acqua di processo, fanghi e altri fluidi industriali, apprezzandone la durata e la resistenza a condizioni operative difficili.
- Prese e scarichi di acqua marina: Nelle zone costiere, i tubi in ghisa duttile con rivestimenti speciali sono utilizzati per le linee di ingresso e uscita dell'acqua di mare, dimostrando la loro resistenza agli ambienti salini.
- Installazioni senza scavo (perforazione direzionale orizzontale, scoppio di tubi): La resistenza intrinseca e l'integrità dei giunti dei tubi in ghisa duttile li rendono adatti alle tecnologie trenchless, riducendo al minimo l'interruzione delle infrastrutture di superficie e i costi di scavo.
Confronto con PVC e acciaio
| Caratteristica | K9 Ferro duttile | Tubo in PVC | Tubo in acciaio al carbonio |
|---|---|---|---|
| Pressione nominale | PN 10-25 | PN 6-16 | PN 10-40 |
| Rugosità interna | K=0,03 mm |
|
~0,05 mm |
| Resistenza al carico esterno | Molto alto | Moderato, necessita di lettiera | Alto, ma rischio di corrosione |
| Corrosione | Z + bitume protegge | Resistente ai raggi UV e alle sostanze chimiche | Necessita di rivestimenti/poliaccoppiati |
| Durata della vita | 100-110 anni | 50-70 anni | 50-75 anni (a seconda del mantello) |
| Perdita del giunto | <0,1 % di flusso | <0,5 % | Medio |
| Strumenti di installazione | Utensili manuali | Giunti a caldo + solvente | Saldatura / struttura pesante |
Installazione Specifiche tecniche
Una corretta installazione è fondamentale per ottenere la piena durata e le prestazioni ottimali dei tubi in ghisa duttile MWalloys K9. Sebbene la ghisa duttile sia robusta, il rispetto delle migliori pratiche garantisce l'integrità del sistema e riduce al minimo la manutenzione futura. Il nostro team di assistenza tecnica è sempre pronto ad assistere le esigenze specifiche del progetto.
Considerazioni chiave sull'installazione:
- Scavo e posa di letti:
- Larghezza della trincea: Trenches should be wide enough to allow for proper working space, joint assembly, and compaction of backfill, typically 0.6m to 1.0m wider than the pipe's outside diameter.
- Fondazione: Il fondo della trincea deve essere solido e uniforme. In caso di terreni instabili, è necessaria una base stabile di materiale granulare compattato (ad esempio, pietrisco). Eventuali rocce o ostruzioni devono essere rimosse per evitare un carico puntuale sulla canna del tubo.
- Biancheria da letto: A bedding layer of granular material (typically 100-150mm thick) should be placed and compacted to provide uniform support along the pipe's length. This helps distribute external loads evenly.
- Posa e giunzione dei tubi:
- Manipolazione: I tubi devono essere maneggiati con imbracature o attrezzature di sollevamento approvate per evitare di danneggiare i rivestimenti e le guaine. Non lasciar cadere i tubi né farli urtare contro superfici dure.
- Preparazione: Pulire l'estremità del raccordo e la campana prima della giunzione. Lubrificare l'estremità del raccordo e la guarnizione in gomma con un lubrificante approvato, non a base di petrolio.
- Joint Assembly (Push-on Joints - Tyton/ZMU): Allineare il raccordo con la campana. Inserire il raccordo a squadra nella campana fino a quando non entra in contatto con la guarnizione. Spingere completamente in dentro il raccordo utilizzando una leva, un martinetto o una benna da escavatore, assicurandosi che il giunto sia correttamente inserito.
- Assemblaggio del giunto (giunti meccanici): Posizionare il premistoppa, la guarnizione e la flangia del seguitore. Inserire il raccordo nella campana. Serrare i bulloni in modo alternato e diametralmente opposto per garantire una compressione uniforme della guarnizione e una tenuta stagna. Spesso si consiglia di utilizzare chiavi dinamometriche per ottenere le coppie di serraggio specificate.
- Deviazione: I giunti a pressione consentono una significativa deflessione angolare (in genere 3-5 gradi a seconda del DN), utile per le curve o per piccole regolazioni di allineamento. Non superare i limiti di deflessione raccomandati.
- Riempimento e compattazione:
- Riempimento iniziale: Posizionare il materiale granulare selezionato (ad esempio, sabbia o ghiaia fine) in strati (150-300 mm) intorno al tubo e fino a 300 mm sopra la corona del tubo. Ogni strato deve essere compattato fino a raggiungere la densità specificata (ad esempio, 85-90% Modified Proctor). In questo modo si fornisce supporto e si protegge il tubo.
- Riempimento finale: Il materiale di riempimento rimanente può essere costituito da terreno di scavo nativo, purché privo di rocce o detriti di grandi dimensioni. Anche questo deve essere disposto a strati e compattato per evitare assestamenti.
- Apparecchiature di compattazione: Utilizzare un'attrezzatura di compattazione adeguata. Le piastre vibranti o i costipatori sono adatti per il rinterro iniziale; i rulli possono essere utilizzati per il rinterro finale, se possibile. Evitare l'uso di attrezzature pesanti per la compattazione direttamente sopra la corona del tubo fino a quando non è stata raggiunta una copertura sufficiente.
- Test:
- Test idrostatici: Dopo l'installazione, il tratto di condotta deve essere sottoposto a prova idrostatica a una pressione superiore alla pressione di esercizio (PMA) per una durata specifica (ad esempio, 2 ore). In questo modo si verifica l'integrità dei giunti e la solidità del tubo. L'acqua da testare deve essere potabile e clorata se si tratta di sistemi di acqua potabile.
- Test di tenuta: Oltre al test idrostatico, viene eseguita una prova di tenuta per misurare la quantità di acqua persa dal sistema. I tassi di perdita accettabili sono definiti da standard come AWWA C600.
- Protezione dalla corrosione (esterna):
- I tubi in ghisa duttile MWalloys K9 sono forniti di serie con un rivestimento di zinco e una finitura bituminosa per la protezione dalla corrosione esterna. Per condizioni di terreno aggressive (ad esempio, terreni altamente corrosivi con resistività < 1500 ohm-cm), potrebbe essere necessaria una protezione supplementare come l'incapsulamento in polietilene (loose wrap) o la protezione catodica. Si tratta di una fase cruciale per garantire la longevità del tubo in ambienti difficili. ISO 8179 fornisce linee guida per i rivestimenti esterni di zinco, a testimonianza della sua efficacia.
- Taglio e maschiatura:
- I tubi in ghisa duttile possono essere tagliati sul campo utilizzando strumenti di taglio appropriati (ad esempio, seghe abrasive, tagliatubi). Assicurarsi che l'estremità tagliata sia smussata e pulita prima della giunzione.
- La maschiatura per le connessioni di servizio può essere eseguita sotto pressione utilizzando selle di maschiatura e attrezzature standard.
Rispettando queste specifiche tecniche, i progettisti e gli appaltatori possono massimizzare le prestazioni, l'affidabilità e la durata dei sistemi di tubazioni in ghisa duttile MWalloys K9, assicurando un'infrastruttura sostenibile e di successo.
Domande frequenti (FAQ)
- Qual è la durata tipica del tubo in ghisa duttile MWalloys K9?
- I tubi in ghisa duttile MWalloys K9 sono rinomati per la loro eccezionale longevità. Con una corretta installazione e un'adeguata protezione dalla corrosione, hanno una durata di vita comprovata che supera i 100 anni. Molte condotte in ghisa duttile installate oltre un secolo fa sono ancora oggi in servizio attivo, a testimonianza della loro qualità duratura.
- Come resiste alla corrosione il tubo in ghisa sferoidale K9?
- I nostri tubi in ghisa sferoidale K9 sono dotati di protezione anticorrosione intrinseca e applicata. All'esterno, sono tipicamente rivestiti con uno strato di zinco metallico, seguito da una finitura bituminosa o in resina sintetica. All'interno, un rivestimento in malta di cemento fornisce un'eccellente protezione contro i liquidi corrosivi, in particolare l'acqua. In caso di terreni molto aggressivi, è consigliabile un rivestimento supplementare in polietilene, che fornisce un'ulteriore barriera contro gli agenti corrosivi presenti nel terreno.
- I tubi in ghisa sferoidale MWalloys K9 possono essere utilizzati per applicazioni senza scavo?
- Assolutamente. L'elevata resistenza alla trazione, la duttilità e la robustezza dei sistemi di giunzione dei tubi in ghisa sferoidale MWalloys K9 li rendono particolarmente adatti a varie tecnologie trenchless, tra cui la perforazione orizzontale direzionale (HDD), lo scoppio e il pipe jacking. La loro capacità di resistere alle forze di trazione e ai carichi esterni durante l'installazione è un vantaggio significativo in queste applicazioni.
- I tubi in ghisa sferoidale K9 di MWalloys sono ecologici?
- Sì, consideriamo il ferro duttile una scelta responsabile dal punto di vista ambientale. La ghisa duttile è prodotta principalmente da rottami ferrosi riciclati, il che la rende un materiale sostenibile. Inoltre, i tubi in ghisa duttile sono completamente riciclabili al termine della loro lunghissima vita utile, riducendo al minimo i rifiuti. A differenza di alcuni tubi in plastica, il ferro duttile non rilascia microplastiche o altre sostanze chimiche nel fluido trasportato.
- Quali tipi di sistemi di giunzione sono disponibili per i tubi in ghisa sferoidale MWalloys K9?
- MWalloys offre una gamma di sistemi di giunzione affidabili per soddisfare le diverse esigenze di progetto. I più comuni sono i giunti a spinta (ad esempio, tipo Tyton), dotati di una guarnizione in gomma per una tenuta stagna e flessibile, che consente la flessione angolare. Forniamo anche giunti meccanici (giunti flangiati, giunti vincolati) per applicazioni specifiche che richiedono connessioni rigide o un ulteriore contenimento contro le forze di spinta.
- È richiesta una formazione speciale per l'installazione di tubi in ghisa sferoidale K9?
- L'installazione dei tubi in ghisa sferoidale è semplice, ma richiede una manodopera qualificata che abbia familiarità con le tecniche di movimentazione dei tubi pesanti e di assemblaggio dei giunti. Per garantire prestazioni e sicurezza ottimali, si raccomanda sempre una formazione specifica su scavo, allettamento, lubrificazione dei giunti, procedure di assemblaggio e test idrostatici. Il nostro team può fornire indicazioni sulle migliori pratiche di installazione.
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