Soluzione di accoppiamento a flangia Conflex per il progetto di espansione dell'acquedotto su larga scala di Simiyu, Tanzania

Contesto del progetto

Il progetto di ampliamento dell'acquedotto di Simiyu è un'importante opera municipale per il sostentamento delle comunità nel nord-ovest della Tanzania, realizzata dal principale appaltatore EPC (Engineering, Procurement and Construction). Il progetto complessivo comprende impianti di captazione dell'acqua, un impianto di trattamento delle acque con una capacità progettata di 69.000 m³ al giorno, sette serbatoi di stoccaggio dell'acqua, 175 km di condotte di trasmissione principali e circa 300 km di reti di distribuzione, che forniscono acqua potabile a Nyashimo, Bariadi, Lagangabilili e alle aree residenziali circostanti.

Il corridoio della condotta attraversa un altopiano ondulato caratterizzato da forti piogge stagionali, terreno di riempimento soffice e irregolarità del terreno che comportano rischi di cedimento per le condotte interrate. La rete è composta da tubi in ghisa sferoidale, tubi in acciaio e tubi in HDPE di provenienza locale; la pressione di esercizio è di PN16 per la condotta principale, che trasporta acqua potabile trattata per l'approvvigionamento domestico urbano e rurale. I raccordi di grande diametro si trovano frequentemente in corrispondenza delle uscite dei serbatoi, delle interfacce con le stazioni di pompaggio e delle sezioni di transizione tra i materiali dei tubi, il che impone elevati requisiti in termini di tenuta, adattabilità dimensionale e resistenza alla corrosione sotterranea.

Requisiti del cliente

Durante la fase di gara, l'appaltatore principale EPC si è trovato di fronte a un dilemma ingegneristico critico in loco: l'approvvigionamento da più fornitori aveva creato tolleranze di diametro esterno incoerenti tra le sezioni di tubi in ghisa sferoidale, acciaio e HDPE in corrispondenza dei giunti di transizione chiave. I giunti flangiati standard non potevano coprire l'effettiva gamma di deviazione del diametro esterno e i collegamenti flangiati rigidi erano vulnerabili alle perdite causate dal cedimento differenziale del terreno. Le tradizionali operazioni di taglio, saldatura e riflangiatura in loco avrebbero richiesto tempi di costruzione considerevoli e manodopera locale specializzata, compromettendo il rispetto delle tempistiche complessive del progetto.

Tradotto in specifiche di appalto formali, l'appaltatore necessitava di una soluzione di connessione che soddisfacesse i seguenti requisiti chiave:

1. Gestisce le effettive deviazioni del diametro esterno dei tubi in ghisa sferoidale, acciaio e HDPE provenienti da forniture miste, mantenendo al contempo una tenuta stabile alla pressione di esercizio PN16;
2. Resistere al rischio di perdite indotte dall'assestamento differenziale del terreno della condotta interrata, fornendo una certa capacità di compensazione della deflessione angolare;
3. Rispettare le norme di sicurezza per il contatto con l'acqua potabile per i materiali delle guarnizioni;
4. Rivestimento anticorrosivo ad alte prestazioni, adatto ad ambienti tropicali umidi con terreno interrato;
5. Rispettare lo schema di foratura della flangia ISO PN16 specificato, ridurre al minimo le operazioni di taglio e saldatura a caldo in loco per accelerare l'avanzamento dell'installazione;
6. Tempi di personalizzazione e consegna ridotti per allinearsi alla stretta finestra temporale di costruzione del gasdotto prima della stagione delle piogge.

La soluzione

Dopo aver esaminato i disegni di progetto, i dati di rilievo del diametro esterno delle tubazioni realizzate, la pressione di esercizio, l'ambiente di installazione interrata e i vincoli di pianificazione della costruzione forniti dall'appaltatore EPC principale, il team tecnico di Conflex ha proposto una soluzione integrata che combina adattatori flangiati flessibili universali, giunti di smontaggio e giunti di transizione per giunzioni di materiali di tubazioni eterogenei.

Di fronte al problema principale dei diametri esterni dei tubi non uniformi, dovuti a forniture miste, i prodotti standard da soli non erano in grado di coprire l'intera banda di tolleranza del diametro esterno in loco. Gli adattatori flangiati flessibili Conflex adottano una struttura di presa e tenuta multi-segmento: anziché affidarsi alla rigorosa conformità dimensionale del tubo come le flange rigide, il gruppo di guarnizioni in elastomero assorbe le variazioni del diametro esterno dovute alla produzione e all'installazione in loco, preservando al contempo l'integrità della tenuta PN16. Per i collegamenti tra materiali di tubi diversi (ghisa sferoidale e acciaio, acciaio e HDPE), i giunti di transizione abbinati eliminano la necessità di complesse lavorazioni in loco. I giunti di smontaggio integrati offrono un margine di estrazione assiale, semplificando la manutenzione successiva delle apparecchiature e lo smontaggio della condotta in corrispondenza delle interfacce tra serbatoi d'acqua e stazioni di pompaggio.

Rispetto all'alternativa del taglio e della saldatura in loco di flange rigide convenzionali, questo schema di connessione flessibile riduce drasticamente le operazioni a caldo, diminuisce la dipendenza da squadre di saldatori locali altamente qualificate e comprime i tempi del ciclo di installazione dei giunti.

Ingegneria e personalizzazione

Poiché diverse giunzioni della condotta principale presentavano diametri esterni al di fuori degli intervalli standard del prodotto, il reparto di ricerca e sviluppo e ingegneria di Conflex ha eseguito calcoli di resistenza secondo i parametri di progettazione PN16, basandosi sui dati di diametro esterno dei tubi misurati in loco dal cliente. Sono stati sviluppati adattatori flangiati flessibili personalizzati per coprire la finestra di tolleranza del diametro esterno specifica del progetto.

• Foratura della flangia: lavorazione su misura seguendo rigorosamente la disposizione dei fori per bulloni ISO PN16 specificata dal progetto, per adattarsi alle valvole e alle interfacce delle apparecchiature fornite dall'appaltatore EPC principale;
• Materiale della guarnizione: gomma EPDM selezionata per uso alimentare, certificata per l'utilizzo con acqua potabile, resistente all'invecchiamento in condizioni di alta temperatura tropicali;
• Sistema di rivestimento: rivestimento anticorrosivo epossidico a legame fuso (FBE) ad alta resistenza, ottimizzato per terreni interrati tropicali umidi al fine di mitigare la corrosione del suolo e l'attacco microbiologico;
• Revisione dei disegni del prodotto: Conflex ha emesso i disegni di fabbricazione personalizzati per l'approvazione tecnica dell'appaltatore EPC principale prima della produzione.

Grazie alle competenze interne di Conflex, che vantano oltre 500 serie di prodotti standard e un consolidato flusso di lavoro personalizzato, l'intero ciclo, dalla progettazione alla consegna, è stato rigorosamente controllato per rispettare la tempistica di costruzione precedente alla stagione delle piogge. Questa capacità tecnica personalizzata si è rivelata uno dei fattori decisivi per l'aggiudicazione dell'appalto.

Risultati del progetto

Tutti gli adattatori flangiati, i giunti di smontaggio e i raccordi di transizione forniti da Conflex hanno superato l'ispezione di fabbrica e sono stati sottoposti a prove di pressione idrostatica in loco presso PN16; non è stata rilevata alcuna perdita durante la fase di messa in servizio.

La soluzione di connessione flessibile ha gestito efficacemente le deviazioni del diametro esterno dei tubi e assorbito gli spostamenti dovuti a cedimenti differenziali parziali del terreno. Sono stati in gran parte evitati i processi di taglio e saldatura a caldo in loco per oltre 120 giunti chiave. Il tempo medio di installazione per giunto critico è stato ridotto di circa il 60% rispetto alla fabbricazione in loco convenzionale di flange rigide. L'intero lotto di raccordi è stato installato e collaudato prima dell'arrivo della stagione delle piogge principale, supportando l'avanzamento fondamentale della posa della condotta principale. Ad oggi, questi punti di connessione sono in funzione continua e stabile senza segnalazioni di perdite dovute a guasti della tenuta.

Feedback dei clienti

Dichiarazione del responsabile di progetto, appaltatore EPC principale del progetto di approvvigionamento idrico di Simiyu: "L'approvvigionamento di tubi da fornitori diversi ha causato notevoli problemi di variazione del diametro esterno in fase di gara. La soluzione di accoppiamento flangiato flessibile personalizzabile di Conflex ha risolto il nostro problema di tenuta e installazione. L'approvazione e la consegna rapide dei disegni personalizzati ci hanno permesso di rispettare la scadenza di costruzione durante la stagione delle piogge. Le prestazioni del test di pressione in loco soddisfano tutte le specifiche di progetto."

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