Os ensaios em tubulações de PVC-O (cloreto de polivinila não plastificado orientado)

Conheça os requisitos dos sistemas de tubulações de PVC-O (cloreto de polivinila não plastificado orientado) com ponta e bolsa de junta elástica integrada, indicados para uso enterrado, para adutoras ou redes de distribuição, sistemas pressurizados de esgotos e demais sistemas de transporte de água.

A NBR 15750 de 04/2020 – Tubulações de PVC-O (cloreto de polivinila não plastificado orientado) para sistemas de transporte de água ou esgoto sob pressão — Requisitos e métodos de ensaios especifica os requisitos de sistemas de tubulações de PVC-O (cloreto de polivinila não plastificado orientado) com ponta e bolsa de junta elástica integrada, indicados para uso enterrado, para adutoras ou redes de distribuição, sistemas pressurizados de esgotos e demais sistemas de transporte de água. As conexões a serem empregadas com tubos de PVC-O são de ferro fundido dúctil, fabricadas de acordo com a NBR 7675. O sistema de tubulação (tubos, conexões e juntas), de acordo com esta norma, é indicado para o transporte de água bruta, potável ou servida sob pressão e sob temperaturas que não excedam a 45 °C, especialmente naquelas aplicações onde o desempenho frente às cargas de impacto ou oscilações de pressão é necessário, para uma pressão hidrostática interna de até 2,5 MPa. Em sistemas enterrados de esgotamento pressurizado, recomenda-se a utilização de um dispositivo que minimize a ocorrência de oscilações da pressurização, o que não elimina a ocorrência de transientes hidráulicos.

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Quais são os símbolos e abreviaturas usados nessa norma?

Como deve ser baseada a tensão de projeto?

Como realizar a determinação da pressão de serviço permissível (PFA) para temperaturas até 45°C?

Qual deve ser o aspecto visual dos tubos?

A orientação molecular de termoplásticos resulta em melhoria das propriedades físicas e mecânicas. A orientação é levada a efeito em temperaturas bem acima da temperatura de transição vítrea. A orientação do material do tubo de PVC rígido (não plastificado, PVC-U) pode ser induzida por diferentes processos.

Um dos processos é denominado fora de linha ou em batch, onde um tubo espesso (pré-forma) é extrudado e condicionado em um molde tubular à temperatura desejada e, por meio de dispositivo mecânico, a pré-forma é expandida, orientando as moléculas na direção axial e circunferencial. Uma segunda opção de processo é denominada em linha, onde um tubo espesso (pré-forma), diretamente após o processo de extrusão, é condicionado em linha à temperatura de orientação molecular e, no qual, por meio de dispositivo mecânico, a pré-forma é expandida, orientando as moléculas na direção axial e circunferencial.

Dependendo do grau de orientação induzido no processo de produção, obtêm-se valores de MRS diferenciados. Após quaisquer dos processos de orientação, o tubo é resfriado rapidamente à temperatura ambiente, de forma a estabilizar a estrutura molecular orientada. A orientação molecular cria uma estrutura lamelar no material da parede do tubo. Esta estrutura proporciona resistência à fratura frágil oriunda de pequenas fendas ou arranhões na superfície da parede do tubo.

O PVC-O pode ser considerado altamente resistente ao entalhe. Devido à morfologia da orientação do material do tubo, não há risco da propagação rápida de eventual fissura. Também são resultados do processo de orientação molecular a melhoria da resistência à tensão circunferencial e da resistência ao impacto.

A estrutura deste tubo orientado é estável até a temperatura de transição vítrea (em torno de 75 °C). Acima dessa temperatura, o material tem uma fase com mobilidade molecular, com característica viscoelástica (borrachosa), e seu acondicionamento nessas condições propicia ao tubo retornar aproximadamente às suas dimensões originais de extrusão. O tubo deve ser fabricado com resina e composto de PVC conforme indicado em seguida. O valor K da resina de PVC empregada na fabricação dos tubos deve ser de no mínimo 65, devendo ser medido de acordo com a NBR 13610. O composto de PVC, empregado na fabricação dos tubos de PVC-O, deve ser fabricado na cor branca, permitindo-se nuances devidas às diferenças naturais de cor das matérias-primas.

O composto de PVC deve estar aditivado somente com produtos necessários para a sua transformação e para a utilização dos tubos de acordo com esta norma. Não é permitido o uso de composto reprocessado ou reciclado na fabricação do tubo. Não é permitida a utilização de compostos de chumbo como estabilizantes térmicos na fabricação de tubos de PVC.

O pigmento deve estar total e adequadamente disperso no composto a ser empregado na fabricação dos tubos. O pigmento e o sistema de aditivação devem minimizar as alterações de cor e das propriedades dos tubos, durante a sua exposição às intempéries, no manuseio e na estocagem em obra. O composto utilizado na fabricação dos tubos deve estar de acordo com os requisitos especificados na norma.

Estes requisitos devem ser reavaliados sempre que houver uma alteração do produto (projeto, matérias-primas e/ou escopo de aplicação). A substituição de um fornecedor de matéria-prima ou do tipo de estabilizante térmico não constitui uma alteração do produto, desde que atenda aos requisitos indicados na tabela abaixo. Para definir a condição de reavaliação destes requisitos, são estabelecidas na tabela abaixo as tolerâncias quanto ao valor K da resina, aos teores de estabilizante térmico e ao teor de cinzas do composto. Os valores “X” devem ser definidos pelo fabricante em seu controle de qualidade. Se qualquer um destes níveis exceder a tolerância, os requisitos estabelecidos devem ser reavaliados.

Eventual teor de chumbo encontrado nos tubos de PVC-O não pode ser superior a 0,1%. O ensaio deve ser realizado por espectrometria de fluorescência de raios X, conforme EN 62321, ou por outra metodologia validada. O composto de PVC-U empregado na fabricação dos tubos de PVC-O deve preservar o padrão de potabilidade da água no interior da tubulação, sem transmitir sabor e odor, e não pode provocar turvamento ou coloração à água. O composto, bem como as concentrações máximas dos seus aditivos, deve estar em conformidade com a legislação em vigor, de maneira a não transmitir para a água potável, qualquer elemento que possa alterar suas características, tornando-a imprópria para consumo humano.

Os tubos de PVC-O devem ter sua inocuidade avaliada conforme a NBR 8219 e os limites aplicados a todas as extrações devem estar em conformidade com a legislação vigente. Caso ocorra uma alteração de natureza química de um dos componentes do composto, deve ser realizado um novo ensaio de efeito sobre a água. Este ensaio não tem como objetivo avaliar a potabilidade da água para consumo humano, sendo utilizado para atender a regulamentações específicas.

O composto empregado na fabricação dos tubos de PVC-O deve ter ponto de amolecimento Vicat maior ou igual a 80 °C. O ensaio deve ser realizado em corpos de prova obtidos a partir de tubos, de acordo com a NBR NM 82. O composto empregado na fabricação dos tubos de PVC-O deve ter densidade na faixa de 1,35 g/cm³ a 1,50 g/cm³, medida à temperatura de 20+3-2 °C. O valor especificado pelo fabricante do composto, em relação ao resultado do ensaio, pode ter variação máxima de 0,05 g/cm³.

O ensaio deve ser realizado em corpos de prova obtidos a partir de tubos, de acordo com a NBR NM 83. O teor cinzas dos tubos de PVC-O não pode ser superior a 5%. O ensaio deve ser realizado em corpos de prova obtidos a partir de tubos, de acordo com a NBR NM 84, Método A, à temperatura de (1050 ± 50) °C. O tubo de PVC-O deve apresentar MRS (minimum required strength) de 45 MPa ou 50 Mpa (correspondentes às classes 450 e 500, respectivamente), conforme procedimentos do Anexo A.

O tubo de PVC-O deve ser classificado de acordo com o estabelecido na ISO 12162, ou seja, sua tensão circunferencial a 50 anos à temperatura de 20 °C (MRS – Minimum Required Strength) deve ser definida pelo “Método de Extrapolação Padrão ISO 9080”, por meio da determinação da sua tensão hidrostática de longa duração, com base em 97,5 % LPL (lower prediction limit). O fabricante do tubo deve apresentar o certificado que comprove a realização deste ensaio, no qual devem constar a curva de regressão e demais características do tubo de PVC-O, conforme tabela acima, e apresentar os graus de orientação axial e circunferencial de amostras representativas do lote empregado para obtenção da curva de regressão.

A resistência à pressão hidrostática interna deve ser verificada por meio da realização de ensaios de curta e média duração, utilizando-se a tensão induzida obtida a partir da análise dos dados da curva de regressão, conforme ISO 9080. As tensões mínimas devem ser tomadas para períodos de tempo de 10 h e de 1.000 h, à temperatura de 20 °C, com base em 97,5 % LPL. O nível de tensão mínimo para o período de tempo de 1 000 h à temperatura de 60°C deve ser tomado a partir da curva de regressão obtida a 60 °C, conforme a ISO 9080, respeitando-se 97,5 % LPL. Na falta deste dado, um valor de 0,625 do MRS deve ser adotado como nível de tensão mínimo.

Os valores das variações axial e circunferencial, obtidos no ensaio de determinação do grau de orientação, valor K da resina de PVC e tipo de estabilizante térmico utilizado, devem ser considerados referência para o composto de PVC quando da avaliação do MRS. O coeficiente de segurança dos tubos de PVC-O deve ser maior ou igual a 1,6. A unidade de compra dos tubos é o metro ou a barra.

Quando a unidade for o metro, a quantidade de barras a serem solicitadas deve resultar em números inteiros, arredondados para cima, tomando-se por base o comprimento de montagem do tubo. O documento de compra deve apresentar no mínimo as seguintes informações: diâmetro nominal (DN), pressão nominal (PN) e quantidade total em metros ou barras. O armazenamento, manuseio, transporte e instalação dos tubos de PVC-O devem ser efetuados de acordo com a NBR 9822. As propriedades a seguir devem ser verificadas pelo fabricante, durante o processo de fabricação dos tubos.

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