I tubi criogenici sono comunemente utilizzati nelle industrie moderne. Questi tubi consentono il trasporto di liquidi criogenici (molto freddi) in diversi sistemi. Tuttavia, sul mercato sono disponibili diversi tipi di tubi criogenici. Ognuno sceglie il tipo di tubo criogenico che preferisce. Ciò solleva una domanda: perché scegliere un tubo di trasferimento criogenico piuttosto che un altro?
Tutti i tubi criogenici trasportano liquidi a bassissima temperatura. Questi liquidi possono raggiungere temperature inferiori a −250 °C. Pur avendo la stessa funzione, i diversi tubi criogenici si comportano in modo diverso. Inoltre, presentano livelli di efficienza diversi rispetto a tubi per l'estrazione mineraria e altri tubi. In questo articolo tratterò le nozioni di base sui tubi flessibili criogenici e su come sceglierli. Allora, cominciamo.
Che cos’è un tubo flessibile di trasferimento criogenico?
Prima di proseguire, ti aiuterò a comprendere le nozioni di base sui tubi flessibili criogenici.
I tubi criogenici sono sicuri e progettati per funzionare a temperature molto basse, anche sotto lo zero. Questi tubi sono molto resistenti e sopportano con facilità pressioni estreme. Sono comunemente utilizzati per il trasferimento di liquidi e gas a bassa temperatura, tra cui azoto liquido, ossigeno liquido, argon liquido e GNL.
In poche parole, questi tubi flessibili sono ideali per il trasferimento di gas e liquidi a temperature molto basse. Nella loro realizzazione, questi tubi sono solitamente realizzati in acciaio inossidabile. Il loro tubo interno è in acciaio inossidabile. Presentano inoltre delle ondulazioni, anch’esse in acciaio inossidabile. Queste ondulazioni rendono questi tubi molto flessibili.
Ricordate che questi tubi flessibili possono essere soggetti a movimenti, piegature e vibrazioni durante l'uso. Ad esempio, se questi tubi flessibili vengono utilizzati per trasferire liquidi criogenici da un serbatoio a un sistema di stoccaggio; in tali circostanze, i tubi flessibili possono essere esposti a vibrazioni. Se i tubi non sono flessibili, potrebbero rompersi o subire danni. Ecco perché questi tubi presentano delle ondulazioni, che ne aumentano la flessibilità.
È interessante notare che esistono diversi tipi di tubi criogenici, ovvero:
- Tubi criogenici non isolati
- Tubi flessibili criogenici con camicia sottovuoto
I tubi flessibili criogenici non isolati non presentano una guaina isolante sottovuoto sul tubo interno. Questi tubi flessibili possono subire un aumento di temperatura durante il trasporto di gas e liquidi; di conseguenza, la temperatura del liquido può aumentare leggermente. Questi tubi flessibili sono economici e ideali per il trasferimento di liquidi criogenici su brevi distanze.
Al contrario, i tubi criogenici con rivestimento sottovuoto sono costituiti da un rivestimento sottovuoto che avvolge il tubo interno. Questo rivestimento garantisce un assorbimento termico minimo. Di conseguenza, la temperatura del liquido presente all’interno del tubo non subisce variazioni significative. Questi tubi sono inoltre dotati di una treccia in acciaio inossidabile, un altro importante vantaggio.
Perché è importante scegliere il tubo criogenico giusto?
La scelta dei tubi criogenici adeguati è fondamentale per la sicurezza dell'impianto. A temperature e pressioni diverse corrispondono tubi criogenici diversi. Immaginate di voler trasferire un liquido a −250 °C: in tal caso, dovrete scegliere tubi criogenici adatti a quella temperatura.
Se il tubo flessibile non è omologato per temperature così basse, non utilizzarlo. Scegli invece un tubo omologato per −270 °C. In questo modo potrai trasportare il gas (a temperature molto basse) in modo efficiente. I tubi criogenici possono inoltre essere omologati per diversi intervalli di pressione, non solo per la temperatura.
Scegliere tubi flessibili con una pressione nominale errata o non adeguata è sempre un errore. Un fattore spesso trascurato è l’isolamento. I tubi flessibili criogenici non isolati possono subire cali di temperatura nel liquido. Non si dovrebbero scegliere tubi flessibili non isolati di questo tipo quando si desidera evitare variazioni di temperatura nel liquido da trasferire.
Al contrario, alcuni tubi criogenici sono dotati di un rivestimento sottovuoto che funge da isolante. Questo rivestimento è presente sulla superficie del tubo interno e impedisce l’aumento della temperatura. In questo modo, il liquido trasportato attraverso questi tubi non subisce variazioni di temperatura, ma rimane alla temperatura di congelamento, il che è fondamentale per le sue prestazioni. Se si scelgono i tubi criogenici sbagliati, si potrebbero verificare dei problemi.
Perché scegliere un tubo flessibile per il trasferimento criogenico piuttosto che un altro?
I diversi tubi flessibili criogenici presentano requisiti e caratteristiche diverse. Pertanto, la scelta dei tubi flessibili va effettuata in base alle loro specifiche e caratteristiche.
Ad esempio, alcuni sono progettati per pressioni molto elevate, mentre altri sono adatti a pressioni basse. Allo stesso modo, alcuni tubi flessibili offrono un eccellente isolamento, in modo da evitare qualsiasi aumento di temperatura. Al contrario, altri presentano un isolamento insufficiente. La scelta di un tubo flessibile criogenico piuttosto che un altro dipende dalle esigenze specifiche.
A volte è necessario trasportare liquidi criogenici su distanze brevi. In questi casi, vanno benissimo i tubi con un isolamento mediocre. Questi tubi sono economici e garantiscono un trasporto senza intoppi dei liquidi criogenici. In alcuni casi, potrebbe essere necessario trasportare il liquido criogenico su una distanza maggiore. In tal caso, occorrerà un tubo criogenico con un isolamento eccellente.
Ad esempio, per il trasporto su lunghe distanze si preferiscono i tubi criogenici con rivestimento sottovuoto rispetto a quelli non isolati. Sono molti altri i fattori che determinano quale tipo di tubo criogenico sia più adatto. Condizioni e applicazioni diverse richiedono tubi criogenici diversi. La scelta dipende dalle caratteristiche tecniche, dalle esigenze applicative e da altri fattori.
Di seguito sono riportati alcuni fattori chiave che influenzano la scelta dei tubi flessibili criogenici.
1- Tipo di fluido criogenico
Il tipo di tubo criogenico da utilizzare dipende dal fluido che si sta manipolando. Fluidi e gas diversi richiedono tubi con caratteristiche diverse. Ad esempio, l’azoto liquido ha una temperatura di circa −196 °C. In questo caso, è possibile utilizzare un tubo flessibile non progettato per temperature estremamente basse. L’elio liquido ha una temperatura ancora più bassa. Quando si lavora con l’elio, sono necessari tubi flessibili criogenici progettati per temperature estremamente basse. Analizzare sempre il tipo di fluido criogenico prima di scegliere i tubi flessibili criogenici.
2- Pressione e temperatura di esercizio
I diversi tubi criogenici hanno valori nominali specifici di pressione e temperatura. Se non si tiene conto di questo aspetto, si rischia di scegliere il tubo sbagliato. In tal caso, i tubi criogenici potrebbero non resistere alle temperature e alle pressioni del liquido. Di conseguenza, potrebbero funzionare male, rompersi o diventare troppo rigidi. Pertanto, è necessario analizzare la pressione e la temperatura a cui si trova il fluido criogenico. In questo modo, sarà possibile scegliere il tubo flessibile giusto che funzioni in modo ottimale. Valori di pressione o temperatura non adeguati possono portare a gravi problemi invece che a un trasporto regolare del gas.
3- Diametro e spessore del tubo flessibile
Prima di scegliere i tubi criogenici, è fondamentale considerare il diametro e lo spessore. Se si desidera che il fluido criogenico scorra lentamente, è opportuno scegliere un tubo con un diametro maggiore. Se invece si desidera che una maggiore quantità di fluido scorra ad alta pressione, è consigliabile optare per tubi con diametri più piccoli. Oltre al diametro, anche lo spessore dei tubi criogenici è importante. I tubi più spessi sono in genere più rigidi e meno flessibili. Maneggiate questi tubi con cura, poiché possono danneggiarsi facilmente. Al contrario, i tubi criogenici più sottili sono più flessibili.
4- Progettazione delle ondulazioni e treccia (rinforzo)
Nella scelta dei tubi criogenici, occorre tenere in considerazione l’ondulatura e la treccia. L’ondulatura garantisce la flessibilità del tubo. Di conseguenza, quando il tubo viene scosso o è soggetto a vibrazioni, l’ondulatura lo protegge dalla rottura. Anche in presenza di lievi piegature e vibrazioni, non si verificheranno problemi di perdite con i tubi criogenici. In secondo luogo, la treccia costituisce uno strato di rinforzo sul tubo interno dei tubi flessibili. Grazie a questa treccia, i tubi flessibili criogenici sono in grado di resistere a pressioni più elevate. Anche in condizioni estreme, il tubo funzionerà in modo ottimale. È sempre consigliabile optare per tubi flessibili criogenici dotati di ondulazione e treccia.
5- Isolamento sottovuoto e dispersione termica
Come accennato in precedenza, sono disponibili diversi tipi di tubi flessibili criogenici. Tra questi, quelli isolati e quelli non isolati sono molto diffusi. I tubi flessibili criogenici non isolati sono soggetti all’assorbimento di calore, il che influisce sulla temperatura del fluido. Questi tubi sono adatti solo al trasporto di fluidi criogenici su brevi distanze. Al contrario, i tubi criogenici con isolamento sottovuoto non assorbono calore. Ciò mantiene i tubi isolati e impedisce variazioni di temperatura nei fluidi. Se si intende trasferire fluidi su distanze più lunghe, i tubi isolati rappresentano l’opzione migliore.
6- Lunghezza e materiale del tubo flessibile
La lunghezza e i materiali del tubo flessibile sono due fattori importanti. È sempre consigliabile optare per un tubo di media lunghezza. La scelta di un tubo criogenico troppo lungo può causare una perdita di pressione. I tubi più lunghi possono inoltre aumentare il trasferimento di calore, influenzando la temperatura dei fluidi criogenici. Ricordate che un tubo criogenico troppo piccolo potrebbe non essere molto flessibile e rischiare di danneggiarsi se piegato. Inoltre, scegliete un materiale compatibile con i fluidi o i gas criogenici. Il materiale più comune per questi tubi è l’acciaio inossidabile. Perché? È resistente e in grado di sopportare temperature estremamente basse o sotto lo zero.
7- Funzionamento statico vs dinamico
A seconda delle condizioni di impiego, si utilizzano diversi tipi di tubi criogenici. Nel funzionamento statico, i tubi criogenici rimangono fissi e non si muovono. Anche in presenza di collegamenti fissi statici, questi tubi possono comunque subire lievi movimenti. In questo caso è possibile optare per modelli leggermente meno flessibili. Al contrario, i tubi criogenici progettati per il funzionamento dinamico devono essere molto flessibili. Perché? Perché questi tubi sono sottoposti a movimenti, vibrazioni e scossoni costanti. Se non sono sufficientemente flessibili, potrebbero creparsi, rompersi e subire danni. È importante considerare sempre le condizioni operative prima di scegliere un tubo criogenico.
Conclusione
In conclusione, sono disponibili diversi tipi di tubi industriali. Alcuni sono progettati per temperature molto basse. Questi tubi sono detti tubi criogenici e vengono utilizzati per il trasporto di fluidi criogenici. I fluidi o i gas criogenici sono quelli presenti a temperature estremamente basse (di congelamento). I tubi criogenici sono disponibili in diversi tipi e qualità.
Questo fa sì che le persone preferiscano un tipo piuttosto che un altro, cosa piuttosto comune. Perché? Perché i diversi tubi criogenici presentano proprietà, caratteristiche e specifiche uniche. È opportuno scegliere i tubi criogenici dopo aver analizzato attentamente le proprie esigenze. In questo articolo tratto tutto ciò che riguarda i tubi criogenici e come selezionarli.