Tubo

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Un tubo, dal punto di vista geometrico, è un solido cavo chiuso a sezione costante in forma ed area. Un tubo può essere di origine naturale (ad esempio un tubo neurale) o artificiale. Dato che nella maggioranza dei casi ci si riferisce al tubo come manufatto, si descriveranno qui i tubi di fabbricazione umana.

I tubi prendono nome di sepentina quando questi vengono arrotolati su se stessi, ovviamente non tutti i tubi possono essere arrotolati (solo i tubi in gomma), mentre alcuni di questi tubi solidi vengono esplicitamente creati in questo modo.

[modifica] Storia

Difficile definire l'origine del tubo. In epoca romana, esistevano tubi, in genere metallici (in piombo) per convogliare acqua alle città e all'interno delle stesse. Il tubo è però, quasi certamente, di origine anteriore. Non è escluso che in epoca preistorica si usassero tronchi cavi per convogliare fluidi, ma questi non sembrano classificabili come tubi.

[modifica] Usi

L'uso principale dei tubi è evidentemente quello di convogliare fluidi. Le caratteristiche geometriche del tubo, però, lo caratterizzano come struttura leggera (in quanto cava) e ad alto momento di inerzia, e quindi particolarmente adatta ad applicazioni strutturali, specie a colonne sottoposte a carico di punta. I pali della luce, le gambe delle sedie metalliche, le aste delle bandiere sono tubi anche se, a rigore, non hanno necessariamente sezione costante. Come struttura, esistono applicazioni della forma tubolare ben note : la fusoliera di un aereo, ad esempio.
E' bene quindi fare una prima distinzione tra:

Tubi per applicazioni idrauliche, e
Tubi per applicazioni meccaniche.

[modifica] Tubi idraulici

Si definiscono come tubi adatto al convogliamento senza dispersione di fluidi e costituiscono, come detto, la grande maggioranza dei tubi prodotti. Tra questi, la quasi totalità ha sezione circolare. In genere, i tubi per applicazioni idrauliche seguono degli standard dimensionali precisi; la normalizzazione più comunemente usata è la ANSI B36, che stabilisce alcuni concetti di uso universale :

I tubi vengono classificati secondo un diametro nominale che è, con una certa approssimazione, il diametro interno del tubo.
I diametri nominali costituiscono una serie di valori immodificabile.
I tubi aventi un dato diametro nominale hanno diametro esterno costante, indipendentemente dallo spessore.

Nel'uso statunitense (e in genere nell'industria del petrolio) i diametri nominali (abbreviati con la sigla NB, ossia Nominal Bore, foro nominale, sono espressi in pollici, mentre nell'uso europeo sono espressi in millimetri e designati dalla signa DN, ossia Diametro Nominale; i valori di diametro esterno sono comunque uguali, e si ha la corrispondenza (originata dalla norma ANSI B36.10):

NB	DN	Øe
in.	mm	mm
1/8"	6	10,3
1/4"	8	13,7
3/8"	10	17,2
1/2"	15	21,3
3/4"	20	26,7
1"	25	33,4
1-1/4"	32	42,2
1-1/2"	40	48,3
2"	50	60,3
2-1/2"	65	73
3"	80	88,9
3-1/2"	90	101,6
4"	100	114,3
5"	125	141,3
6"	150	168,3
8"	200	219,1
10"	250	273,1
12"	300	323,9
16"	400	406,4
20"	500	508

Oltre 500 il DN aumenta di 100 in 100 mm (e il NB di 4 in 4 pollici). Nei collegamenti esterni sono indicate tabelle più ampie di questa.
Oltre a definire i diametri, la norma ANSI B36.10 stabilisce anche una serie di spessori normalizzati, dipendenti dal diametro del tubo. Questa serie di spessori è conosciuta con il nome di schedula, per assonanza con il termine inglese Schedule, programma, serie. Vengono stabiliti dei numeri di schedula, multipli di 10, che determinano grosso modo una resistenza costante alla pressione di tubi con differente diametro ma stessa schedula. Ad esempio, il tubo DN 50 (NB 2") è commercialmente reperibile con spessori secondo Schedula 40 (3.91 mm) Schedula 80 (5,54 mm) e Schedula 160 (8,74 mm). Nel caso dei tubi in acciaio inossidabile le schedule sono mutipli di 5 e con suffisso S; il tubo DN 50 schedula 5S ha spessore 1,65 mm, la schedula 10S 2,77 mm, la schedula 40S e la 80S uguali rispettivamente alla 40 e 80 (ma non è sempre così).
Nella pratica delle raffinerie è molto usata la norma API 5L, che definisce gli spessori come schedula standard (STD), extra strong (XS - rinforzata), double extra strong (XXS - doppiamente rinforzata). Il tubo 2" STD equivale alla schedula 40 (3,91 mm di spessore); il 2" XS alla schedula 80 (5,54 mm), e il 2" XXS ha spessore 11,07 mm.

[modifica] Calcolo peso dei tubi

È possibile calcolare il peso di un tubo in ferro per metro lineare, questa operazione è necessaria per preventivi di lavoro, non tanto per misure standard (è presente un ampia disponibilità di tabelle soprattutto su depliant commerciali), bensì su dimensioni speciali o su prodotti ottenuti da calandratura oppure forgiatura,

$Pm=\frac{(De-s)*s}{40,549}$