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Uniones soldadas en los sistemas de tuberías de Polietileno para conducción de agua y gas. Ensayos de evaluación.

23-09-2013 | Ensayos de tubería | Noticias

Los sistemas de tubos y accesorios en polietileno (PE) tienen la ventaja de poder ser unidos mediante soldadura a tope o por medio de accesorios electro-soldables generando uniones absolutamente estancas y resistentes a la tracción. La Parte 5: ‘Aptitud al uso del sistema’ de las normas UNE EN-1555 y UNE-EN 12201 recoge los ensayos a realizar sobre las uniones soldadas de los sistemas de tuberías de PE para la conducción de combustibles gaseosos, agua y saneamiento con presión respectivamente. El laboratorio ceis ha obtenido recientemente la acreditación ENAC para la realización de dos de los ensayos sobre uniones soldadas contemplados en las citadas normas: Determinación de la resistencia a la tracción y el tipo de fallo en probetas soldadas a tope según UNE-ISO 13953 y decohesión por aplastamiento de uniones electro-soldadas de PE según ISO 13955 y tiene previsto acreditar en breve el ensayo de decohesión por pelado de uniones electro-soldadas de PE de diámetro exterior nominal igual o superior a 90mm según ISO 13954. ceis actualmente evalúa uniones soldadas a tope de tubería de PE hasta un espesor de 75-80 mm y accesorios electro-soldables hasta DN250 SDR11 y cuenta entre sus clientes habituales para este tipo de ensayos a fabricantes de accesorios manipulados de PE (Llabería Plàstics, S.L.), compañías distribuidoras de gas (Gas Natural-Fenosa), constructoras (GrupoTragsa) y entidades de Certificación (AENOR). Introducción Los más de 100 códigos técnicos elaborados por el grupo de trabajo W4 ‘Soldadura de Plásticos’ de la Sociedad Alemana de Soldadura–DVS1 contienen la más amplia referencia a las técnicas de soldadura de materiales plásticos, los métodos de inspección y ensayo así como los criterios recomendados de evaluación. A nivel nacional las ‘Especificaciones técnicas de SEDIGAS para la manipulación y soldadura de tuberías de PE para distribución de gas’ constituyen el documento de referencia del sector gasista y recogen tanto en la Parte 2 dedicada a la Soldadura a Tope como en la Parte 3 relativa a la Soldadura por Electro-fusión, sendos capítulos dedicados a la Inspección de la Soldadura y en concreto a los ensayos destructivos normalizados para ensayar ambos tipos de uniones: el ensayo de tracción sobre probetas obtenidas de la soldadura según norma ISO 13953 y los ensayos de resistencia a la decohesión por pelado (peel test) según norma ISO 13954, por aplastamiento (crushing test) según norma ISO 13955 y por arrancamiento (tear test) según norma ISO 13956 éste último aplicable a accesorios electro-soldables de tipo montura (T de toma en carga) y que no será objeto de estudio en el presente artículo. Son estos mismos ensayos a los que hace referencia la Tabla 5 ‘Características de aptitud al uso del sistema’ de las normas de producto UNE-EN 1555-5 para sistemas de tuberías y accesorios de PE para canalización de combustibles gaseosos y UNE-EN 12201-5 para sistemas de tubos y accesorios de PE para conducción de agua y saneamiento con presión y cuyo contenido se reproduce (parcialmente) en la Tabla 1. Tabla 1 Tabla 1 Ensayo de resistencia a la tracción en uniones a tope La norma UNE ISO 13953 describe un método para evaluar la resistencia a la tracción y la forma de rotura de las uniones de tubos y/o accesorios de PE por soldadura a tope de diámetro nominal superior o igual a 90mm. Una serie de probetas mecanizadas a partir de n bandas regularmente espaciadas alrededor de la circunferencia de la unión soldada a tope se someten a un ensayo de tracción a velocidad constante v=5mm/min. El ensayo, que se lleva a cabo a 23ºC, pretende concentrar el esfuerzo en la zona soldada y provocar la rotura alrededor de la unión a tope. La forma y dimensiones de dichas probetas se establece en la propia norma ISO 13953 para espesores de pared e Durante el ensayo se registra a fuerza aplicada durante el alargamiento hasta la rotura completa de la probeta; al término de la prueba se calcula la resistencia a la tracción como la fuerza máxima aplicada (en Nw) dividida por la sección transversal (en mm2) en el cuello del halterio medida al inicio del ensayo. Se examina la superficie de la rotura identificando el tipo de rotura dúctil o frágil. IMG 2 Ensayo de resistencia a la decohesión según ISO 13954 (‘Peel Test’) La norma ISO 13954 describe el método para evaluar la resistencia a la decohesión de las uniones electrosoldadas de los accesorios de PE de diámetro nominal superior o igual a 90mm. Una serie de 4 probetas mecanizadas a partir de sendas bandas regularmente espaciadas alrededor de la circunferencia de la unión electrosoldada se someten a un ensayo de tracción a velocidad constante v=25mm/min. El ensayo, que se lleva a cabo a 23ºC, pretende concentrar el esfuerzo en la zona electro-soldada y provocar la separación en el plano de la unión. La forma y dimensiones de dichas probetas se establece en la propia norma ISO 13954; la geometría del accesorio en el extremo final de la embocadura influye decisivamente en la ubicación del agujero pasante pues se requiere de un Ø?3mm para sujetar el grillete de unión con el dispositivo especial de tracción acoplado al puente del tensómetro. IMG 3 El ensayo se desarrolla hasta la completa separación de las partes registrándose el lugar donde se produce la rotura (en el tubo, en la embocadura, entre los filamentos o en el plano de unión) y el tipo de rotura observada, dúctil o frágil. En el caso de producirse una separación frágil en el plano de unión, ésta debe de expresarse como porcentaje de la longitud existente entre el primer y el último filamento de la unión sometida a ensayo (L), el valor máximo de decohesión de tipo frágil admitido tanto en la UNE EN 1555-5 o UNE EN 12201-5 es de L/3. IMG 4 Ensayo de resistencia a la decohesión según ISO 13955 (‘Crushing Test’) La norma ISO 13955 describe el método para evaluar la resistencia a la decohesión de las uniones electro-soldadas de los accesorios de PE con tubos de diámetro nominal comprendido entre 16 y 225mm. Sectores de 90º (90?DN?225mm) o de 180º (16?DN?90mm) extraídos directamente de la unión a ensayar son sometidos a un ensayo de compresión a velocidad constante v=100mm/min entre platos de 200mm de anchura hasta que las caras interiores de la probeta entran en contacto entre sí. IMG 5 Tras el ensayo se examinan ambos lados de la probeta registrándose el lugar donde se produce la rotura (en el tubo, en la embocadura, entre los filamentos o en el plano de unión) y el tipo de rotura observada, dúctil o frágil. En el caso de producirse una separación frágil en el plano de unión, ésta debe de expresarse como porcentaje de la longitud existente entre el primer y el último filamento de la unión sometida a ensayo (L), el valor máximo de decohesión de tipo frágil admitido en la UNE EN 1555-5 o UNE EN 12201-5 es de L/3. IMG 6 Conclusiones La aptitud al uso de las uniones en los sistemas de canalización de agua y gas compuestos por tubos y accesorios de PE soldados entre sí se evalúa a través de los ensayos contemplados en la Parte 5 de las normas UNE EN 1555 (para transporte de combustibles gaseosos) y UNE EN 12201 (para conducción de agua a presión). La evaluación de la conformidad de los resultados de dichos ensayos, basada en la calificación del tipo de rotura observada -dúctil o frágil- o en la determinación del porcentaje de rotura frágil en la decohesión requiere de personal experto, familiarizado con las técnicas de soldadura a tope y electro-fusión como el que cuenta el Laboratorio CEIS y que le permite prestar un servicio de ensayo acreditado a entidades de Certificación, compañías distribuidoras de agua y gas, ingenierías, constructoras y otras empresas o profesionales del sector de la soldadura plástica. 1 DVS-Deutscher Verband für Schweissen und Verwandte Verfahren E.V.

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