Colpo d’ariete
Nella progettazione di una rete, è necessario studiare e quantificare i potenziali rischi di colpo d'ariete per implementare le necessarie misure di protezione. Quando non sono stati previsti dispositivi di protezione, le tubazioni in ghisa sferoidale offrono un margine di sicurezza spesso utile contro sovrapressioni accidentali.
Origini
Quando la velocità di un fluido che scorre in una tubazione subisce una brusca variazione, si verifica una violenta variazione di pressione. Questo fenomeno transitorio, chiamato colpo d'ariete, si verifica generalmente durante interventi su apparecchiature collegate alla rete (pompe, valvole, ecc.). Onde di sovrapressione e depressione si propagano lungo la tubazione a una velocità "a", detta velocità dell'onda.
Le cause principali sono quattro:
- L'avviamento e l'arresto delle pompe,
- La chiusura di valvole, idranti, o altre apparecchiature idrauliche,
- la presenza di aria,
- l'uso improprio dei dispositivi di protezione.
Conseguenze
La sovrapressione può, in casi critici, portare alla rottura di alcune tubazioni che non dispongono di sufficienti margini di sicurezza. La depressione può creare sacche di cavitazione pericolose per tubazioni e impianti idraulici.
Valutazione completa
Il metodo grafico di Bergeron consente la determinazione precisa di pressioni e portate nel tempo in qualsiasi punto di una condotta soggetta a colpo d'ariete. Oggi esiste un software specificamente progettato per risolvere questi complessi problemi.
Prevenzione
Le misure di protezione implementate per limitare il colpo d'ariete a un valore accettabile sono varie e adattate a ciascuna situazione. Agiscono rallentando la variazione di velocità del fluido o limitando la sovrappressione rispetto al vuoto. L'utente deve determinare la sovrappressione e l'inviluppo di vuoto creati dal colpo d'ariete e, in base al profilo della tubazione, valutare il tipo di protezione da adottare.
È inoltre opportuno notare che le tubazioni in ghisa sferoidale presentano un margine di sicurezza significativo.
- in sovrapressione: PAM consente un superamento del 20% della pressione di esercizio ammissibile per sovrapressioni transitorie;
- In depressione: la guarnizione garantisce la tenuta verso l'esterno, anche in caso di vuoto parziale nel tubo.