I tubi in acciaio trovano impiego in numerosi settori industriali e nell’edilizia. Alcuni vengono utilizzati per il trasporto di acqua, gas o vapore. Altri servono a sostenere edifici pesanti e ponti costruiti in profondità nel sottosuolo. Poiché si tratta di destinazioni d’uso diverse, i produttori di tubi adottano standard diversi per la loro produzione.
ASTM International ha elaborato delle norme per aiutare i costruttori a scegliere il tubo più adatto a ogni specifica applicazione. Due delle specifiche più diffuse per i tubi in acciaio al carbonio sono la norma ASTM A53 e la norma ASTM A252.
Di solito, i tubi sembrano tutti uguali. Tuttavia, ogni tipo ha una funzione diversa. Scegliere quello sbagliato comporta prestazioni scadenti, costi maggiori o problemi di installazione.
Questo articolo illustra le principali differenze tra le norme ASTM A53 e ASTM A252.
Che cos’è la norma ASTM A53?
ASTM A53 è una norma relativa ai tubi in acciaio al carbonio destinati ad applicazioni meccaniche e sotto pressione. La norma riguarda sia le versioni in acciaio nero che quelle zincate, adatte a diverse condizioni climatiche.
Questi tubi vengono utilizzati per applicazioni a bassa e media pressione. Inoltre, durante l’installazione, gli operai provvedono a piegarli, saldarli, filettarli e flangiarli.
La norma ASTM A53 prevede due classi: la classe A e la classe B.
Che cos’è la norma ASTM A252?
ASTM A252 è una specifica relativa ai tubi in acciaio al carbonio destinati alla realizzazione di pali. I pali sono lunghe colonne in acciaio conficcate in profondità nel terreno per sostenere le strutture.
Questi tubi sostengono strutture pesanti come edifici, ponti e banchine. In alcuni progetti, dopo l’installazione, gli operai versano il calcestruzzo all’interno del tubo.
I tubi ASTM A252 sono disponibili in tre classi: Classe 1, Classe 2 e Classe 3.
Funzione principale di ciascun tubo
La differenza principale tra le norme ASTM A53 e ASTM A252 risiede nella loro destinazione d'uso.
I tubi ASTM A53 vengono utilizzati per il trasporto di acqua, vapore, gas e aria. Trovano impiego in impianti in cui la pressione aumenta durante il funzionamento.
I tubi ASTM A252 vengono utilizzati per fornire il sostegno inferiore di una struttura. Vengono conficcati nel terreno dai costruttori utilizzando macchinari di grandi dimensioni. Il tubo contribuisce a distribuire il peso su strati di terreno più resistenti.
Differenze nella produzione
Entrambi gli standard ammettono tubi senza giunti e tubi saldati, sebbene le relative norme di fabbricazione differiscano.
I metodi di produzione più comuni per l'ASTM A53 includono:
- Tubo senza saldatura (Tipo S)
- Tubo ERW (Tipo E)
- Tubo saldato di testa per fornaci (Tipo F)
I metodi di produzione più comuni secondo la norma ASTM A252 includono:
- Tubo senza saldatura
- Tubo ERW
- Tubo saldato a caldo
- Tubo saldato per fusione
- Tubo saldato a spirale
I tubi saldati a spirale sono comunemente utilizzati nei progetti di palificazione secondo la norma ASTM A252, poiché i loro grandi diametri si prestano particolarmente bene ai lavori di fondazione.
Composizione chimica
Composizione chimica della norma ASTM A252
La norma ASTM A252 prevede requisiti semplificati relativi alla composizione chimica nei casi in cui la tenacità sia considerata più importante dell'impiego ad alta pressione. Il tenore di fosforo (P) non deve superare 0,050% per garantire la tenacità. La composizione di tutti gli altri elementi può variare.
Composizione chimica della norma ASTM A53
I requisiti chimici per i tubi ASTM A53 sono più rigorosi, poiché le tubazioni a pressione devono garantire prestazioni costanti e non possono presentare alcuna perdita. Di seguito è riportata una tabella che illustra i valori massimi degli elementi per tutte le qualità.
| Tipo / Elemento | C | Mn | P | S | Cu | Ni | Cr | Mo |
| Tipo S/E – Classe A | 0.25 | 0.95 | 0.05 | 0.045 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.15 |
| Tipo S/E – Classe B | 0.30 | 1.20 | 0.05 | 0.045 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.15 |
| Tipo F – Classe A | 0.30 | 1.20 | 0.05 | 0.045 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.15 |
Resistenza meccanica
Entrambi i tubi presentano buone caratteristiche di resistenza, ma l’ASTM A252 Grado 3 offre una resistenza maggiore per la realizzazione di fondazioni pesanti.
Resistenza meccanica dell'ASTM A53
La norma ASTM A53 si concentra sulla resistenza alla pressione e sul corretto flusso del fluido.
| Grado | Resistenza minima allo snervamento (ksi) | Resistenza alla trazione minima (ksi) |
| Grado A | 30 ksi | 48 ksi |
| Grado B | 35 ksi | 60 ksi |
Il grado B è più diffuso poiché resiste a pressioni più elevate.
Resistenza meccanica della norma ASTM A252
La norma ASTM A252 riguarda la capacità di sostenere i carichi negli edifici e di resistere agli urti causati dalla battitura dei pali.
| Grado | Resistenza minima allo snervamento | Resistenza alla trazione minima |
| Grado 1 | 30 ksi (205 MPa) | 50 ksi (345 MPa) |
| 2ª classe | 35 ksi (240 MPa) | 60 ksi (415 MPa) |
| Grado 3 | 45 ksi (310 MPa) | 66 ksi (455 MPa) |
La classe 3 è in grado di sostenere i carichi più pesanti.
Dimensioni dei tubi
I tubi ASTM A53 sono generalmente tubi di dimensioni ridotte. Le dimensioni più comunemente disponibili vanno da 1/8 a 26 pollici.
Il diametro dei tubi ASTM A252 è molto maggiore. Le dimensioni dei tubi possono variare da 6 pollici a 120 pollici, o anche oltre.
Requisiti per i test
Le norme di collaudo variano a seconda della funzione del tubo.
La norma ASTM A53 prevede prove di pressione. Le prove previste dalla norma ASTM A53 più comunemente utilizzate sono:
- Prove idrostatiche
- Prove di tenuta elettriche
- Prove di appiattimento
- Prove elettriche non distruttive
- Prova di flessione
La norma ASTM A252 prevede prove strutturali. Tra le prove tipiche previste dalla norma ASTM A252 figurano:
- Prova di trazione
- Prove di resistenza allo snervamento
- Prove di allungamento
- Ispezione delle saldature
Queste prove possono essere effettuate per verificare la capacità di un tubo di resistere a forti urti e alla pressione del terreno.
Rivestimenti superficiali
I rivestimenti sono in parte simili in entrambi gli standard, ma vengono utilizzati in modo diverso.
Rivestimenti superficiali per ASTM A53
| Tipo di rivestimento | Applicazione |
| FBE (resina epossidica legata per fusione) | Condutture sotterranee, reti idriche e del gas |
| 3LPE / 3LPP | Condotte interrate, tratti di condotte offshore, zone del terreno soggette a forte usura |
| Zincatura a caldo | Tubi all’aperto, tubi strutturali e aree con leggera corrosione |
| Rivestimenti a base di catrame di carbone / resina epossidica | Condutture obsolete, sistemi di protezione a basso costo |
Rivestimenti superficiali per ASTM A252
| Tipo di rivestimento | Applicazione |
| Epossidico legato per fusione (FBE) | Pali marini, pali sotterranei |
| Polietilene a 3 strati (3LPE) | Pali di fondazione sotterranei |
| Polipropilene a 3 strati (3LPP) | Pali in mare aperto, pali in acque profonde |
| Resina epossidica a base di catrame di carbone (CTE) | Pali marini, supporti per ponti |
| Rivestimento zincato | Pali strutturali, uso generico |
Saldabilità
In circostanze normali, è possibile eseguire la saldatura su entrambi i tipi.
L'ASTM A53 Grado B è un acciaio a basso tenore di carbonio e a composizione controllata, il che lo rende un tipo di acciaio con buona saldabilità. Nella maggior parte dei casi può essere saldato facilmente con metodi comuni quali SMAW, GMAW, GTAW e SAW.
Anche l'ASTM A252 Grado 3 è saldabile e viene utilizzato principalmente nella realizzazione di pali da costruzione. Pertanto, nella saldatura, si dà maggiore importanza alla resistenza dei giunti saldati sottoposti a elevate forze di spinta piuttosto che alla facilità di lavorazione. I metodi di saldatura più comuni includono SMAW, FCAW, GMAW e SAW.
Applicazioni comuni
Applicazioni dell'ASTM A53
Il tubo ASTM A53 viene utilizzato per il trasporto dell'acqua nelle abitazioni, negli edifici, negli impianti e in altre strutture. Il tubo deve essere in grado di resistere alle perdite e garantire un flusso continuo. Gli operai lo utilizzano in:
- Condutture idriche
- Impianti a vapore
- Condutture del gas
- Linee aeree
- Impianti idraulici
- Parti di macchinari
Applicazioni ASTM A252
La norma ASTM A252 è utilizzata per sostenere i carichi nel terreno. Il tubo deve essere in grado di resistere a carichi strutturali, alla pressione del terreno e alla battitura dei pali per un periodo prolungato. Vengono tipicamente utilizzati:
- Fondazioni dei ponti
- Pali marini
- Strutture portuali
- Fondazioni di grattacieli
- Muri di contenimento
- Strutture offshore
Differenze di costo
I tubi ASTM A53 sono solitamente più economici per gli impianti di piccole e medie dimensioni. Sono conformi alle dimensioni standard utilizzate negli impianti idraulici e nelle forniture industriali.
Pareti più spesse, diametri maggiori, lunghezze maggiori e rivestimenti specifici sono fattori che vengono comunemente presi in considerazione nei progetti che prevedono l'uso della norma ASTM A252. Il progetto risulta oneroso a causa delle spese aggiuntive legate al trasporto e alle attrezzature per la posa dei pali.
Conclusione
Sia la norma ASTM A53 che la A252 si riferiscono all’acciaio al carbonio, ma le loro applicazioni differiscono. La norma ASTM A53 è adatta per applicazioni in sistemi ad alta pressione. Questo tubo viene comunemente utilizzato quotidianamente in fabbriche, edifici e impianti di servizi pubblici. La norma ASTM A252 viene utilizzata per rinforzare i cantieri sotterranei. Questo tubo viene impiegato dagli appaltatori in lavori di fondazioni profonde, strutture a torre, costruzioni portuali e ponti. La scelta dipenderà da una semplice domanda: il tubo serve a convogliare fluidi o a sostenere un carico? I tubi ASTM A53 sono realizzati per il trasporto di acqua e gas. D’altra parte, lo standard ASTM A252 è adatto per applicazioni sotterranee.