Dal 1980 la G.S. dispone di un laboratorio per prove termoidrauliche destinato sia alla verifica periodica delle caratteristiche della produzione, sia allo sviluppo e ricerca. Nel primo caso si opera sia a campione, testando cioè un numero di campioni significativo ma contenuto entro qualche unità o decina, sia a lotto testando un numero statisticamente significativo di un lotto di produzione. Tipicamente quest’ultima verifica è intesa alla tenuta delle valvole per uso industriale con particolare riguardo a quelle destinate al mercato del gas.
Data la versatilità dell’intera struttura del laboratorio, tutte le prove possono essere condotte sia in conformità alle procedure dettate dalle diverse normative europee ed extra europee, sia alle diverse e più severe esigenze richieste da programmi aziendali di ricerca sviluppo e di verifica delle prestazioni della intera produzione. Il laboratorio è costituito da diversi circuiti idraulici tra loro interconnessi alimentati da diverse pompe con caratteristiche diverse in risposta alle necessità di prova (portata e pressione); valvole di regolazione supportate da sistemi di bypass e da serbatoi di raccolta consentono una precisa e stabile regolazione della portata e della pressione in tutte le sezioni di prova.
Le misure di portata sono effettuate tramite flussometri a sezione variabile tarati e periodicamente verificati con metodo ponderale consentendo misure affette da errori inferiori al 3%; per misure particolarmente precise e relative a valori di portata d’acqua non troppo elevati si può procedere tramite pesata diretta con bilancia di precisione ottenendo errori di qualche per mille. Le temperature nei vari punti dei circuiti e delle sezioni di prova vengono rilevate tramite termocoppie tipo J (ferro-costantana) e termoresistenze PT100. Le pressioni assolute e differenziali vengono rilevate sia tramite una batteria di manometri a liquido di diversa densità (acqua r=1, tetrabromoetano r=2.96, mercurio bidistillato r=13.55 ) sia mediante manometri metallici di precisione (classe 0.3) e trasduttori di pressione assoluta e differenziale (classe 0.1) tutti a diversi fondo scala per un corretto utilizzo in relazione al campo di misura della sperimentazione.
Il laboratorio dispone di uno strumento campione per la taratura periodica su tutta la strumentazione manometrica e di pesi campione per la taratura periodica della bilancia destinata alle misure di portata. Vengono ora descritte nella loro essenzialità le tipologie e le modalità delle prove eseguibili:

1 - Prove di perdita di carico - possono essere condotte sia con acqua a temperatura compresa fra 15 e 90 °C e pressione assoluta fra 1.1 e 10 bar, sia con aria a temperatura ambiente e pressione assoluta compresa fra 1.01 e 6 bar. La sezione di prova è realizzata con tuberia e raccordi in ottone, per il circuito acqua, e in plexiglas, per il circuito aria, disposti orizzontalmente con sviluppo assiale di oltre 23 diametri; le prese di pressione sono a camera anulare con tre fori a 120°disposte a diversa distanza dalla valvola da testare Vengono rilevati almeno sei punti della caratteristica idraulica della valvola in prova con portate crescenti (punti in salita) e successivamente ripresi con portate decrescenti (punti in discesa) con rilievo medio della pressione per punto ottenuta su 30 letture dei trasduttori o dopo prolungata osservazione del menisco o dell’ago dei manometri. Generalmente vengono provate con tale procedura tre valvole per serie e diametro e si riportano in forma grafica (diagrammi perdita di carico-portata) o tabulata le caratteristiche quali medie delle valvole provate; i dati sono corredati dall’indicazione del coefficiente di portata e dall’equazione delle singole caratteristiche idrauliche ottenute per interpolazione dei punti sperimentali. Qualora la perdita di carico venga rilevata tramite le prese di pressione poste a distanza dalla valvola, il valore rilevato viene corretto tramite la caratteristica idraulica della sezione di prova determinata sperimentalmente e verificata teoricamente.

2 - Prove di portata - Tipicamente destinate alla rubinetteria sanitaria, vengono condotte con acqua ad una temperatura compresa fra 15 e 90 °C e con pressioni assolute comprese fra 1.1 e 12 bar .La sezione di prova è realizzata in acciaio inossidabile con opportuni raccordi e con prese di pressione toroidali a tre fori posizionate a 10 diametri dalle singolarità oppure secondo quanto richiesto da specifiche e particolari norme. La prova consiste nel rilevare non meno di sei punti della caratteristica del componente in salita e altrettanti in discesa con rilievo medio della pressione analogamente a quanto descritto al precedente punto1. I risultati delle prove vengono presentati quale media di diverse prove ripetute su almeno tre componenti e forniti in diagrammi portata-pressione eventualmente corredati con le equazioni delle curve.

3 - Prove di tenuta con aria - Tali prove sono destinate essenzialmente ai componenti industriali e le prove sono eseguite a temperature comprese tra -40 e 250 °C e pressioni comprese tra 1.05 e 80 bar. In particolare per temperature comprese tra 20 e 250 °C si utilizza un forno termostatato e opportunamente attrezzato mentre per le basse temperature si dispone di un bagno criostatico. La sezione di prova è destinata essenzialmente alla verifica a campione e a studi e ricerche sulle caratteristiche delle valvole specialmente per quanto riguarda il materiale delle guarnizioni, la loro geometria e quella di accoppiamento con l’otturatore e il corpo. Le modalità di prova sono diversificate in relazione ai fini perseguiti ed essenzialmente possono essere condotte a valvola chiusa o semi aperta operando eventualmente con un numero limitato di manovre di apertura e chiusura. Le verifiche possono essere condotte mantenendo la valvola nelle condizioni di prova o riportandola a pressioni e/o temperature inferiori fino a quelle ambiente con diversi gradienti La visualizzazione della perdita viene condotta in sito e per quanto concerne l’otturatore essa viene evidenziata tramite gorgogliamento in apposita vasca. La misura dell’entità della perdita lato corpo e/o lato otturatore viene ricavata sempre in sito tramite lettura della caduta di pressione nel tempo previa opportuna intercettazione del circuito di misura, noto il suo volume e la temperatura. I risultati vengono presentati con diverse modalità (grafici, tabulati, istogrammi) in relazione a scopi specifici; tipicamente tali prove consentono di definire i diagrammi pressione-temperatura che determinano i campi operativi delle valvole.

4 - Prove di tenuta con liquidi - Tali prove sono destinate sia ai componenti industriali sia a quelli sanitari e vengono condotte su diversi banchi di prova caratterizzati da diverse capacità operative. In particolare: - per i componenti industriali le prove sono condotte presentando a monte della valvola acqua o altri liquidi a temperatura compresa tra 18 e 150 °C e con pressioni massime di 70 bar. Scopo primario di tali prove è la verifica a campione e lo studio sulle caratteristiche di tenuta in relazione all’invecchiamento e deterioramento delle guarnizioni per fenomeni di assorbimento o reattività chimica. Le verifiche possono essere condotte mantenendo la valvola nelle condizioni di prova o riportandola a pressioni e/o temperature inferiori fino a quelle ambiente con diversi gradienti. Per visualizzare la tenuta si procede visivamente rilevando anche i minimi trafilamenti. - per la rubinetteria sanitaria le prove sono eseguite presentando al componente da testare acqua a temperatura compresa tra 15 e 70 °C e pressione tra 1.1 e 15 bar. Le verifiche delle tenute delle varie parti (otturatore, deviatore, corpo) sono condotte con metodologia analoga a quella precedentemente descritta per i componenti industriali.

5 - Prove di tenuta con aria a medio-bassa presione - Tali prove, condotte su valvole industriali, vengono eseguite su un apposito banco di prova attrezzato ai fini di verificare la tenuta sia globalmente sia separatamente da un lato e dall’altro dell’otturatore, attraverso il perno e il corpo. Tale verifica è intesa principalmente al controllo della tenuta su lotti di produzione e, tramite opportuno software, si procede automaticamente alla quantificazione della varie perdite attraverso il rilievo temporale della pressione in vari circuiti opportunamente sezionati e di cui è noto il volume e la temperatura. La pressione di prova raggiunge un massimo di 7 bar e la temperatura è quella ambiente. I risultati vengono presentati in veste di tabulati.

6 - Prove di tenuta al vuoto - Consistono nel sottoporre il componente in prova ad una pressione al limite di 0.2 bar ( pressione relativa -0.8) a temperatura ambiente. Tali prove consentono di valutare la tenuta globale (otturatore e corpo) misurando la variazione della pressione nel tempo all’interno del circuito di misura opportunamente sezionato .

7 - Prove cicliche o di fatica - Anche tali prove sono destinate sia ai componenti industriali sia a quelli sanitari e vengono condotte su diversi banchi di prova caratterizzati da diverse capacità operative. In particolare: - per i componenti industriali si conducono prove intese a verificare la tenuta sia dell’otturatore che, separatamente, del perno ( o del gambo) dopo un certo numero di manovre di apertura e chiusura dell’otturatore eseguite automaticamente all’interno di in un ampio campo di variabili di prova che ricoprono abbondantemente le richieste delle diverse normative. Tali cicli, caratterizzati da tempi di manovra compresi tra 1 e 20 secondi e tempi di arresto tra 1 e oltre 200 secondi, possono essere eseguiti in atmosfera senza flusso di massa attraverso il componente oppure facendo fluire una portata di diversi fluidi quali aria a temperatura ambiente con pressione a monte dell’otturatore compresa tra 1 e 7 bar e pressione differenziale (monte-valle dell’otturatore in fase di chiusura)da 0 a 6 bar oppure liquidi diversi (tipicamente acqua) con temperature comprese tra 18 e 120 °C, pressioni a monte dell’otturatore tra 1 e 40 bar, pressione differenziale tra 0 e 38 bar. Le prove sono condotte sia a campione che su lotti di produzione e consistono nella verifica della tenuta secondo modalità analoghe a quelle descritte al punto 3 dopo numeri prefissati e progressivi di cicli di manovra. I risultati vengono riportati sotto forma di istogrammi e sono relativi a valori medi ricavati su un numero significativo di unità e aggiornati periodicamente. Vengono inoltre indicati gli intervalli di confidenza delimitati dalla media di k prove migliori e di k prove peggiori con k compreso tra 2 e 5 in relazione alla numerosità dei campioni provati. - per i componenti sanitari, come dettato da un lato dalle esigenze di verifica e di sviluppo del prodotto e dall’altro dalle normative europee e non, le prove cicliche sono estese non solo alle manovre dell’otturatore ma ad altri particolari quali i deviatori e le bocche di erogazione girevoli. Una serie di postazioni debitamente attrezzate e alimentate con acqua a temperatura compresa tra 15 e 70°C e pressione tra 1.1 e 7 bar consentono la verifica in sito della tenuta degli organi sopra citati secondo modalità analoghe a quelle descritte al punto 4.

8 - Prove di miscelazione - Tali prove consentono di determinare la caratteristica termoidraulica dei miscelatori rilevando la temperatura dell’acqua in uscita dal componente in prova in relazione alla posizione dell’organo di miscelazione. I circuiti di adduzione dell’acqua calda e fredda al banco di prova, sono regolati in modo da mantenere una pressione costante compresa tra 1.1 e 8 bar durante l’intera fase di miscelazione (da solo calda a solo fredda e viceversa). Le temperature dell’acqua, mantenute costanti durante la prova, possono essere, per quella fredda, comprese tra 15 e 20 °C e per quella calda compresa tra 30 e 90°C. La velocità di rotazione dell’organo di miscelazione è mantenuta costante in un campo compreso tra 0.02 e 0.35 rad/s. I risultati intesi quali valori medi di un opportuno numero di campioni vengono riportati sotto forma di diagramma.

9 - Prove meccaniche - Consistono nel sottoporre il componente di prova (tipicamente componenti industriali) ad una sollecitazione di flessione semplice, torsione semplice e flesso-torsione e rilevando sia durante l’applicazione dello stato di sforzo, sia a riposo, eventuali deformazioni e perdite. I carichi di flessione e di torsione possono variare in modo continuo fino a 5000 Nm La prova è condotta a carico costante e la tenuta viene verificata in sito pressurizzando con aria il componente secondo una metodologia analoga a quella indicata al punto3. Tale verifica può essere eseguita sia sotto carico che a riposo non effettuando alcuna manovra sull’otturatore oppure dopo un limitato numero, entro poche decine, di manovre di apertura e chiusura. Un ulteriore banco di prova consente di verificare la resistenza all’urto: allo scopo il componente in prova viene sottoposto all’impatto di una massa battente calibrata facente parte di un maglio a pendolo. Dopo la prova viene verificata l’eventuale presenza di rotture o deformazioni e, collocato il componente su uno dei banchi per le prove di tenuta si procede alla verifica della stessa.