ES2363612T3

ES2363612T3 - Método y aparato para revestir tuberías.

Info

Publication number: ES2363612T3
Application number: ES07397011T
Authority: ES
Inventors: Leif Leidén; Sven SJÖBERG; Rauno SMÅTT
Original assignee: KWH Pipe Oy AB; Borealis Technology Oy
Current assignee: Borealis Technology Oy; Uponor Infra Oy
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: BRPI0810509A2; ATE503147T1; CN101730814A; EA016663B1; UA100514C2; DE602007013361D1; WO2008132279A1; EP1985909B1; MX2009011426A; US8932681B2; MA31378B1; PL1985909T3; EP1985909A1; EA200970964A1; CA2683811A1; CA2683811C; US8474401B2; BRPI0810509B1; US20100133324A1; EG25215A

Abstract

Un método para revestir una tubería (2) o un tramo de tubería con una capa de por lo menos un polímero, que comprende las etapas de - disponer una tubería (2) o un tramo de tubería que tiene una superficie externa que define la periferia de la tubería (2) o tramo de tubería; - aplicar en la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería una capa de por lo menos un material polimérico en estado de fusión utilizando una boquilla (3), montada en un carro (1, 15a, 15b) capaz de desplazarse a lo largo de la periferia de la tubería (2) o el tramo de tubería; y - desplazarse el carro (1, 15a, 15b) a lo largo de por lo menos una parte de la periferia durante la aplicación del material polimérico para formar una capa en la superficie de la tubería (2) o tramo de tubería, caracterizado por - nivelar el material polímero con un dispositivo de nivelado (5) montado en el carro (1, 15a, 15b).

Description

La presente invención se refiere a un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para revestir una tubería o un tramo de tubería.

De acuerdo con un método de esta clase, una capa de por lo menos un material polimérico es aplicada sobre la superficie de la tubería o tramo de tubería por lo menos a lo largo de una parte de su periferia.

La presente invención también comprende un aparato de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 33 para aplicar un revestimiento polimérico sobre la superficie de una tubería.

Las tuberías de acero revestidas con capas poliméricas, tal como polietileno o polipropileno, se han utilizado en tuberías de petróleo y gas durante mucho tiempo. Estas clases de tuberías son mecánicamente fuertes y tienen buena resistencia a la corrosión a lo largo de la parte revestida de la tubería. Generalmente se sueldan entre sí utilizando la técnica SAW (Submerged Arc Welding) para formar una tubería. Para facilitar la unión por soldadura de las tuberías en el sitio de construcción, un tramo de la tubería generalmente se deja sin recubrimiento en ambos extremos en la fábrica donde, por otra parte, el revestimiento polimérico se aplica sobre la superficie de la tubería.

Las uniones soldadas en la obra, es decir, las uniones formadas en los sitios de construcción, son sensibles a la corrosión. Por esta razón, una capa de revestimiento tiene que extenderse sobre la circunferencia soldada y porciones adyacentes, sin revestir de las tuberías para revestir completamente la unión soldada y protegerla contra la humedad y agua ambiente.

Se conocen en la técnica una serie de maneras para producir revestimientos protectores de uniones soldadas en la obra. Convencionalmente, las uniones soldadas se cubren con una película de polietileno (envolvente retráctil), que se puede contraer alrededor de la unión para revestir la soldadura. Este método representa aproximadamente 65% de las capas de unión en obra en el caso de las tuberías de acero revestidas con polietileno. Otra opción es disponer la soldadura circunferencial con una cubierta de uretano o resinas epoxi. Tales revestimientos pueden ser pulverizados sobre la tubería utilizando pistolas de pulverización. Otras alternativas son representadas por encintado a máquina, cinta fundida superficialmente, encintado manual y moldeado por inyección. Algunas de estas técnicas dan lugar a buenos resultados de revestimiento pero son difíciles, si no imposibles, para utilizarse en condiciones de obra; algunas fallan en dar protección adecuada contra la corrosión.

Los documentos WO 95/03895 A, US-B1-6 626 376 y WO 01/32316 A dan a conocer métodos según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento WO 95/03895 A da a conocer también un aparato para el recubrimiento de tuberías, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 33.

Es un objetivo de la presente invención eliminar por lo menos una parte de los problemas relacionados con la técnica anterior y dar a conocer un nuevo método para revestir tuberías.

Es otro objetivo de la presente invención dar a conocer un tipo nuevo de aparato para revestir tuberías.

La presente invención se basa en la idea de aplicar por lo menos un material polimérico en la forma de una película u hoja fundida sobre la superficie de la tubería o tramo de tubería mediante una matriz o boquilla móvil. En particular, la película u hoja de polímero fundida es aplicada sobre la tubería desde una matriz la cual está montada en un carro, que puede desplazarse a lo largo de la periferia de la tubería o tramo de tubería.

Un aparato de acuerdo con la invención comprende

-un carro móvil, que es capaz de desplazarse alrededor de la periferia de la tubería o tramo de tubería; y

-una matriz plana conectada a una fuente de una masa fundida de polímero y montada en el carro móvil para aplicar una capa polimérica en forma fundida sobre la superficie de una tubería o tramo de tubería.

Además, el aparato comprende, en combinación con las características anteriores, medios de nivelación para nivelar la capa polimérica fundida formada sobre la superficie de la tubería o tramo de tubería.

De acuerdo con la invención, los medios de nivelado están montados sobre el carro.

Más específicamente, el presente método se caracteriza principalmente por lo que se indica en la parte caracterizante de la reivindicación 1.

El aparato, de acuerdo con la invención, se caracteriza por lo que se indica en la parte caracterizante de la reivindicación 33.

Considerables ventajas se obtienen por medio de la invención. Así, el método y aparato de acuerdo con la invención pueden utilizarse para revestir uniones de obra de tuberías, pero pueden también utilizarse para otras aplicaciones de revestimiento, donde una capa de material polimérico necesita ser aplicado sobre la superficie de una tubería o un sustrato similar. Por lo tanto, la invención también puede utilizarse para reparar varios revestimientos poliméricos. El aparato es ligero, fácil de accionar y usar en condiciones de obra. El equipo descrito más adelante puede desplazarse y funcionar con un tractor con remolque y elevador de tubos, siendo colocado todo el equipo en el remolque. El elevador de tubos puede utilizarse para mover una carpa para proteger el área de revestimiento y la matriz y plataforma de una unión a la siguiente. El enfriamiento no es principalmente necesario, pero puede efectuarse, por ejemplo, insuflando aire o con un paño mojado. El área revestida puede repararse fácilmente, si es necesario, con una máquina portátil para soldar.

Notablemente, cuando se utiliza para producir un revestimiento de unión en obra, el resultado del presente método y aparato será tan bueno como un revestimiento de fábrica y la invención es completamente funcional en condiciones de obra, teniendo en cuenta todas las condiciones climáticas. La invención puede utilizarse para revestir tramos de tuberías o tuberías enteras. Puede utilizarse también para revestir el área que rodea una unión soldada o de otra manera acabada entre dos tuberías, tal como se explicará más adelante.

A continuación la invención se examinará más a fondo con la ayuda de una descripción detallada y haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

La figura 1 muestra según una vista lateral la estructura de un dispositivo de revestimiento, de acuerdo con una realización de la invención, en la que la matriz móvil está dispuesta en un carro, que está dotado de un recipiente intermedio para el polímero fundido;

la figura 2 muestra la misma realización en una vista en perspectiva; y

las figuras 3a a 3c muestran el proceso de extruir una película polimérica sobre la superficie con la ayuda de una realización de la presente invención, en la que la película polimérica fundida se extruye en la superficie de una tubería utilizando una matriz móvil conectada directamente con un extrusor.

El método de acuerdo con la presente invención para revestir una tubería o un tramo de una tubería con una capa polimérica comprende generalmente, en combinación, las etapas siguientes:

-disponer una tubería o un tramo de tubería que tiene una superficie externa que define la periferia de la tubería o el tramo de tubería;

-aplicar en la superficie externa de la tubería o tramo de tubería una capa de por lo menos un material polimérico en estado fundido con una boquilla o matriz, la cual se monta en un carro capaz de desplazarse a lo largo de la periferia de la tubería o del tramo de tubería; y

-desplazar el carro a lo largo de por lo menos una parte de la periferia para aplicar el material sobre por lo menos una parte de la tubería o tramo de tubería, y

-nivelar el material polímero con un medio de nivelado montado sobre el carro.

De acuerdo con una realización, el método de acuerdo con la presente invención se utiliza para producir una capa polimérica que tiene una anchura predeterminada, por lo que el material es aplicado en la superficie de la tubería o tramo de tubería utilizando una matriz plana que tiene una anchura del espacio de abertura que corresponde esencialmente a la anchura predeterminada de la capa.

En la práctica, la película polimérica fundida aplicada en la superficie de la tubería o tramo de tubería, se nivela después de la aplicación. Nivelando el material polimérico, es posible hasta cierto punto ajustar el espesor de la capa de modo que corresponda a un espesor pre-seleccionado del revestimiento. Notablemente, sin embargo, mediante el nivelado, cualquier bolsa de aire entre la capa polimérica y la superficie revestida puede eliminarse y se puede conseguir un revestimiento ajustado y hermético. De acuerdo con la invención, el carro móvil está dotado de medios de nivelado, tal como se explicará a continuación de forma más detallada.

De acuerdo con una realización preferente, el carro es desplazado a lo largo de la periferia de la tubería o tramo de tubería en una distancia que corresponde esencialmente a una longitud pre-seleccionada del revestimiento polimérico. Es preferible tener el recorrido del carro a por lo menos 180 grados y en particular a por lo menos 360 grados a lo largo de la periferia de la tubería o tramo de tubería para disponer una capa polimérica que revista la mitad o toda la superficie externa a lo largo de la periferia. Una realización permite varias capas envolventes consecutivas, por ejemplo, desplazando el carro a lo largo de una trayectoria en forma espiral a lo largo de la periferia de la tubería o tramo de tubería para disponer una capa polimérica. En tal caso, es en particular ventajoso tener cada una de las siguientes capas parcialmente superpuestas por la capa anterior por lo que puede producirse una capa hermética y ajustada de modo estanco. Para alcanzar una trayectoria en forma espiral, la tubería se puede transferir axialmente durante el revestimiento.

La película polimérica puede tener cualquier dimensión deseada, pero normalmente tiene un espesor en el intervalo de 0,01 a 10 mm, preferentemente de aproximadamente 0,1 a 7 mm, en particular de aproximadamente 0,5 a 5 mm. La anchura de la película es de aproximadamente 1 a 1500 mm, preferentemente de aproximadamente 5 a 1250 mm, en particular de aproximadamente 10 a 1000 mm. La longitud es ventajosamente de aproximadamente ¼ de la periferia de aproximadamente 20 veces la periferia, aunque éste no es el límite. Generalmente, por ejemplo, para revestir una unión/soldadura de obra de aproximadamente 1 a 10 capas sucesivas de películas poliméricas de superposición parciales suficientes. El revestimiento puede comprender una película de solamente un material polimérico, pero puede también formarse de una estructura de múltiples capas, donde hay películas de dos o más materiales poliméricos.

Por lo menos una de las películas puede ser un polímero esponjoso. Normalmente, la capa superficial o exterior del revestimiento se compone de una capa polimérica sólida.

Como ya se indicó anteriormente, el material polimérico es aplicado en forma de película fundida. La película se produce preferentemente con una “boquilla de extrusión" o "matriz de extrusión" que es capaz de formar un material polimérico fundido en una película polimérica que tiene una anchura que corresponde esencialmente a la anchura pre-seleccionada de la capa de revestimiento. Cualquier matriz, tal como una matriz plana, capaz de producir una película u hoja fundida del material polimérico usado, puede aplicarse y se incluye en la definición de "matriz de extrusión" y "boquilla de extrusión". Es decir, el término debe interpretarse para colocarse sobre cualquier matriz o boquilla capaz de formar una película de la alimentación de una masa fundida de polímero. Naturalmente, las matrices o boquillas de película de múltiples capas pueden también utilizarse.

Como se conoce en la técnica, la sección transversal del canal de flujo en la entrada de una matriz plana es normalmente un círculo o rectángulo con una pequeña relación de aspecto. En la matriz, esta sección transversal inicial se transforma gradualmente a un rectángulo proporcional de aspecto grande requerido para la extrusión de la hoja. La geometría de canal en una matriz plana se diseña para proporcionar velocidad uniforme en la salida de la matriz.

La matriz está conectada a por lo menos una fuente de material polimérico fundido. Esta fuente se selecciona normalmente del grupo de extrusores, mezcladores de husillo calentados y recipientes de almacenamiento. Para producir la película de varias capas, es posible conectar la matriz con dos o más fuentes de material polimérico.

Una fuente típica de polímero fundido es un extrusor convencional, donde la materia prima que comprende gránulos de polímero se calienta antes de alimentarse con un husillo de alimentación al útil de extrusión. Es posible conectar la matriz con el extrusor para proporcionar la alimentación directa del polímero fundido a la matriz. El extrusor puede sustituirse por un mezclador de husillo calentado que puede llenarse con gránulos de polímero y donde el polímero puede fundirse. Tal mezclador de husillo puede montarse en el carro.

En lugar de la alimentación directa, el polímero calentado fundido puede intermediariamente almacenarse en el carro. Este almacenamiento intermedio puede formarse cerca de, por ejemplo, un cilindro el cual se llena con la masa de polímero fundido y del cual puede presionarse a través de la matriz sobre la tubería. El cilindro es calentado y/o bien aislado, y puede ser montado en el mismo armazón que la matriz. El cilindro puede calentarse con calentadores de resistencia eléctrica colocados sobre el cilindro. Para vaciar el recipiente de almacenamiento intermedio se dispone preferentemente con un pistón, el cual se acciona hidráulica o neumáticamente, es decir, generalmente con cualquier medio de presión, o accionado eléctricamente. En vez de un pistón, puede utilizarse un husillo transportador. De acuerdo con una realización preferente, el recipiente de almacenamiento intermedio es reemplazable como un cartucho, el cual facilita un cambio del polímero durante el trabajo.

El espesor del revestimiento polimérico puede controlarse ajustando el espesor de la película polimérica extruido desde la matriz. La distancia de reborde (espesor de la abertura) es generalmente de 0,1 a 50 mm, preferentemente de manera aproximada 1 a 10 mm, en particular de aproximadamente 1,5 a 5 mm. Alternativamente, usando un carro capaz de desplazarse a una velocidad ajustable es también posible controlar el espesor de la película extruida desde la boquilla por la velocidad del carro. En este caso, el material polimérico se extruye normalmente desde una matriz plana a una velocidad de extrusión esencialmente constante. Naturalmente, puede utilizarse una combinación de las dos alternativas.

La velocidad del carro puede regularse libremente. Dependiendo del espesor de la película y el consumo del material polimérico es normalmente de manera aproximada 0,01 a 20 m/min, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 a 5 m/min, en particular de aproximadamente 0,3 a 2 m/min.

El espesor de la capa polimérica -y la adherencia de la capa a la tubería o tramo de tubería -está también influenciado por los medios de nivelación usados para alisar y aplanar la capa polimérica depositada en la superficie. Los medios de nivelación aplican normalmente una fuerza generalmente perpendicular al material polimérico. Este medio de nivelación puede ser, por ejemplo, un rodillo o cuchilla.

En una realización, el rodillo tiene un eje central y una superficie elástica. La superficie es ajustable en la dirección del eje central para ajustar el perfil superficial de la tubería o tramo de tubería en la parte en la cual debe revestirse. Para ese propósito, el rodillo puede comprender un rodillo/cilindro integral o puede formarse por varios tramos cilíndricos iguales o de los mismos o incluso diámetros algo diferentes. La superficie elástica puede realizarse usando silicio o materiales parecidos a caucho. Generalmente, la dureza de la superficie elástica es de aproximadamente 10 a 30 Shore A. Los medios de nivelación en la forma de una cuchilla puede también ser rígidos

o elásticos, preferentemente elásticos.

Generalmente, se prefiere que la superficie de los medios de nivelación sea capaz de seguir la superficie superior de la tubería o tramo de tubería de una manera tal que alise la capa polimérica contra la superficie firmemente. La superficie de los medios de nivelación también se adapta a las propiedades adhesivas del polímero fundido para conseguir fácil desprendimiento.

De acuerdo con la invención, los medios de nivelación se montan en el mismo carro móvil como la boquilla de extrusión/matriz plana. Una forma de llevar a cabo esta realización comprende extruir desde la matriz plana una película sobre los medios de nivelación y transferir desde los medios de nivelación sobre la superficie externa de la tubería o tramo de tubería. En este caso, los medios de nivelación funcionan como un aplicador y este alisa y nivela la película mientras se transfiere contra la superficie de la tubería o tramo de tubería.

Sin embargo, es posible separar la película polimérica sobre la superficie externa de la tubería también directamente desde la matriz plana, por ejemplo, mediante revestimiento sin contacto (revestimiento en cortina), por lo que los medios de nivelación plana se utilizan para alisar la capa polimérica depositada sobre la superficie.

En una realización preferente, el material polimérico es aplicado en una superficie que comprende por lo menos parcialmente una parte sin revestir de una tubería de acero revestida de polímero. El tramo de tubería puede comprender la soldadura de circunferencia entre dos tuberías adyacentes, que se sueldan entre sí. La soldadura de circunferencia y las partes adyacentes de la tubería de acero sin revestir, que incluyen los extremos de empalme del revestimiento polimérico, están revestidos para sellar firmemente la soldadura circunferencial contra el aire, humedad y agua.

Otras aplicaciones del presente método incluyen la reparación de los revestimientos poliméricos, revistiendo generalmente cualquier tubería de polímero y también de materiales diferentes de los polímeros, tal como metales.

En todas las aplicaciones anteriores, la tubería o tramo de tubería está revestida con por lo menos un polímero termoplástico, por ejemplo, uno seleccionado del grupo que consiste de poliolefinas, en particular polietileno y polipropileno, y poliolefinas modificadas. Una clase de polímeros en particular interesantes es formada por poliolefinas solas de soporte, descritas más detalladamente en nuestra solicitud de patente copendiente EP 06010822, titulada "Structure comprising PoIyoIefin Layer or Profile with Enhanced Adhesion", presentada el 26.5.2006, el contenido de la cual se incorpora en la presente como referencia. Tales poliolefinas comprenden grupos promotores de adhesión, en particular grupos polares, por ejemplo, grupos seleccionados del grupo de acrilatos, tal como metilacrilatos, metilmetacrilatos, propilacrilatos, butilacrilatos, ácidos carboxílicos, tal como ácido maleico, y aminas.

Las poliolefinas con promoción de adhesión, preferentemente grupos polares, pueden, por ejemplo, prepararse mediante copolimerización de monómeros de olefina con compuestos de comonómero que llevan tales grupos o injertando compuestos apropiados sobre la estructura de poliolefina después de que la poliolefina se haya producido. Si se utiliza la copolimerización para la producción de la poliolefina con grupos promotores de adhesión, es preferible que se produzca un copolímero polar, el cual comprende un copolímero de etileno con uno o más comonómeros seleccionados de acrilatos de alquilo de 1 a 6 átomos de carbono, metacrilatos de alquilo de 1 a 6 átomos de carbono, monómeros funcionales hidroxi, monómeros funcionales anhídrido, por ejemplo, 2-hidroxietiI(met-)acriIato, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acetato de vinilo y silanos de vinilo. Por ejemplo, el copolímero polar puede también ser un terpolímero de etileno, uno de los monómeros anteriormente mencionados y un silano de vinilo. El copolímero puede también contener estructuras ionoméricas (como en, por ejemplo, los tipos DuPont's Surlyn).

Si el injerto se utiliza para obtener la poliolefina con grupos promotores de adhesión, como un agente de injerto, cualquier agente puede utilizarse el cual sea conocido para ser adecuado con este fin por el experto en la técnica.

Preferentemente, el agente de injerto ácido es un ácido carboxílico insaturado o un derivado del mismo tal como anhídridos, ésteres y sales (metálicas o no metálicas). Preferentemente, el grupo insaturado está conjugado con el grupo carboxílico. Ejemplos de tales agentes de injerto incluyen silanos de vinilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido nádico, ácido citracónico, ácido itacónico, ácido crotónico, y sus anhídridos, sales metálicas, 5 amidas de ésteres o imidas.

Los agentes de injerto preferentes son ácido maleico, sus derivados tal como anhídrido del ácido maleico, y en particular anhídrido del ácido maleico.

El injerto puede realizarse por cualquier proceso conocido en la técnica, tal como injerto en una masa fundida sin un solvente o solución o dispersión o en un lecho fluidizado. Preferentemente, el injerto se realiza en un extrusor o mezclador calentado, como, por ejemplo, se describe en los documentos US 3.236.917, US 4.639.495, US

4.950.541 o US 5.194509. El contenido de estos documentos está incluido en la presente como referencia. Preferentemente, el injerto se realiza en un extrusor de doble husillo tal como se describe en el documento US 15

4.950.541.

El injerto puede realizarse en presencia o ausencia de un iniciador de radicales pero se realiza preferentemente en presencia de un iniciador de radicales tal como un peróxido orgánico, un peréster orgánico o hidroperóxido orgánico.

Como se menciona, preferentemente, los grupos polares en la poliolefina se seleccionan de acrilatos, por ejemplo metilacrilatos, metilmetacriIatos, propilacrilatos, butilacrilatos, ácidos carboxílicos tal como ácido maleico y aminas.

La resina base se compone de un tipo de poliolefina o una mezcla de dos o más tipos de poliolefinas. Preferentemente, la poliolefina de la resina base se compone de un homo-o copolímero de etileno y/o un homo-o copolímero de propileno o una mezcla de los mismos. La concentración de grupos promotores de adhesión en la poliolefina es normalmente de 0,01 a 5,0% mol, preferentemente de manera aproximada 0,02 a 1,0% mol, calculada de la cantidad total de monómeros de olefina en la composición de poliolefina.

Los métodos como se ha explicado anteriormente, son realizados preferentemente por primero calentar la superficie externa de la tubería o tramo de tubería. Calentando la superficie, se puede lograr la mejor adherencia de la película a la superficie externa. La temperatura se selecciona dependiendo de las propiedades del polímero y del tiempo de calentamiento. Generalmente, no es necesario calentar la superficie a la temperatura de fusión del polímero. Preferentemente, la superficie de tubería es calentada a una temperatura en el intervalo de 80 a 300°C antes de revestimiento. El calentamiento puede realizarse manualmente. Una realización preferente comprende calentar la superficie con un medio de calentamiento montado en el carro. Este medio de calentamiento se monta preferentemente antes que los medios de nivelación y la matriz en la dirección de progresión del carro.

Antes de que la superficie sea revestida, es posible modificar la superficie de la tubería o tramo de tubería poniéndola en contacto con un agente de imprimación para mejorar la adherencia entre la capa polimérica y la superficie. Naturalmente, la superficie se limpia preferentemente antes de cualquier otro tratamiento. La limpieza puede realizarse por limpiado a chorro o con corro de arena.

Después, algunas realizaciones de la presente invención se examinarán más de cerca con la ayuda de los dibujos anexos para ilustrar el uso de la invención para el revestimiento de uniones soldadas en obra. En las figuras 1 y 2 se utilizan los siguientes números de referencia:

-1-armazón

-2-tubería

-3-montaje de boquilla

-4-cilindro de alimentación

-5-rodillo de nivelación

-6-motor

-12a-, -12b-anillos de retención para el eje

-14-cadena

-15a-, -15b-ruedas

-19-tensor de cadena

-22-, -23-ruedas de cadena

-27-manguera de presión

Como se muestra en las figuras 1 y 2, el presente dispositivo de revestimiento móvil comprende un armazón -1soportado sobre dos conjuntos de ruedas -15-para desplazarse a lo largo de la superficie de una tubería -2-. El carro -1-, -15a-, -15b-se ajusta sobre la tubería -2-con la ayuda de por lo menos una cadena -14--en la realización de acuerdo con el dibujo, hay dos cadenas -colocadas en un bucle alrededor de la tubería y tiene una longitud mayor que la circunstancia de la tubería -2-. La cadena de tracción -14-acopla las ruedas de cadena -22-, -23-en el armazón, por lo menos alguna de las cuales se montan rígidamente en el mismo eje (árbol) como las ruedas -15-y permanecen en su lugar con los anillos de retención -12a-, -12b-. Un tensor de cadena -19-se dispone para mantener la tensión de la cadena adecuada para guardar el carro -1-, -15a-, -15b-presionado contra la superficie.

En la dirección de desplazamiento, el carro -1-, -15a-, -15b-comprende medios de calentamiento (no mostrados) en la forma de un calentador de radiación, tal como un radiador IR. Próximo a los medios de calentamiento hay una matriz plana -3-, que es alimentada por la masa fundida de polímero de un cilindro -4-, que puede llenarse con la cantidad calculada de masa fundida de polímero necesaria para revestir una superficie predeterminada de una tubería. El cilindro -4-y la matriz -3-están conectados con una manguera de presión -27-. El cilindro se dispone con los medios de vaciado, por ejemplo, un pistón, el cual empuja el polímero fundido fuera del cilindro -4-y a través de la manguera -27-a la matriz -3-. Como se mencionó anteriormente, es también posible alimentar el polímero fundido directamente desde un extrusor a la matriz, tal como se ilustra en las figuras 3a a 3c.

Junto a las ruedas frontales -15a-, hay un rodillo aplicador/nivelación -5-, el cual transfiere una película polimérica extruida desde la matriz -3-sobre la superficie de la tubería -2-. El rodillo -5-se tensa con un resorte (no mostrado) de modo que presiona contra la superficie de la tubería.

El carro es accionado por un motor eléctrico -6-que está conectado a las ruedas impulsoras -15a-, -15b-. Normalmente, la matriz se desplaza una longitud determinada alrededor de la tubería, sin embargo, en casos especiales se pueden hacer varias longitudes predeterminadas, dependiendo del espesor de la capa o combinación de material deseado. Durante esta operación, la unión de obra se extruirá con los polímeros fundidos.

En las figuras 1 y 2, la matriz se alimenta desde un recipiente intermedio montado en el carro móvil. En una realización, una tubería de acero revestida se revistió con una película de poliolefina de 3 mm de espesor que tiene una anchura de 500 mm a una velocidad de 0,7 m/min con un consumo de polímero total de 60 Kg/h.

La figura 3a a 3c muestra la operación de una matriz móvil -36-la cual se alimenta directamente desde un extrusor -32-mediante la manguera de presión -34-. La tubería a revestir se indica con el número -30-de referencia y el rodillo aplicador con el número -38-. Las figuras muestran cómo la tubería es revestida por el carro que se desplaza alrededor de la tubería.

El método de revestimiento, de acuerdo con la invención, puede realizarse así:

Primero, la superficie de la tubería o tramo de tubería -por ejemplo, una unión de obra entre dos tuberías de acero revestidas con poliolefina -se limpia. Esto puede hacerse con herramientas abrasivas, por ejemplo, limpiado a chorro o con corro de arena.

Después de la etapa de limpiado, se precalienta la superficie. Es posible utilizar el calor de la operación de soldar entre sí las tuberías (pre-y post-calentamiento de la zona de soldadura). Sin embargo, como se indica anteriormente, el carro puede también recibir medios de calentamiento separados, tal como elementos de calentamiento IR, o puede separarse, por ejemplo, con medios de calentamiento IR controlados manualmente.

En aplicaciones de revestimiento fijas, normalmente en fábricas y barcazas, puede utilizarse el calentamiento inductivo. También es posible el calentamiento con llama de gas. Preferentemente, el calentamiento se realiza de forma tal que solamente es calentada la superficie de la tubería.

La superficie limpiada y calentada se trata a continuación con materiales adecuados. Los materiales se escogen para un proyecto según la especificación; es posible pasivar la superficie de acero, por ejemplo, con un tratamiento de cromato o sulfato. Varias imprimaciones pueden alternativa o adicionalmente ser extendidas sobre la superficie. Pueden seleccionarse de las composiciones que comprenden

-epoxi líquido de un componente;

-epoxi líquido de dos componentes (base + endurecedor);

-aerosol de epoxi en polvo;

-materiales de organosilicio solamente; y

-materiales de organosilicio + pasivación

Después de un etapa de pre-tratamiento/imprimación, se aplican los adhesivos y capas superiores (por ejemplo, la capa de revestimiento polimérico).

Los revestimientos poliméricos normales se basan en poliolefinas u otros polímeros termoplásticos. Las realizaciones de los ejemplos comprenden polietileno, polipropileno, adhesivos en forma de polvo o fundidos, SAPO (poliolefinas solas de soporte, es decir materiales que pueden utilizarse sin adhesivos separados). También los revestimientos de múltiples capas son posibles, donde dos o más capas se depositan en la superficie simultánea o consecutivamente.

En obra, los operadores (recubridores) necesitan normalmente los siguientes equipos:

-un pequeño extrusor, preferentemente lo más simple y ligero que sea posible, para producir un polímero fundido;

-preferentemente dos cilindros para polímeros fundidos (uno en uso, el otro para llenar);

-una unidad de limpieza con chorro de arena para el tramo unido en la obra;

-equipo de precalentamiento, radiadores (IR), inductivos o de llama de gas;

-un compresor de aire para limpieza con chorro de arena o con émbolo neumático móvil;

-el dispositivo de revestimiento descrito anteriormente, el cual es fijado a la tubería preferentemente con dos cadenas o medios de fijación equivalentes; una fuente de energía eléctrica para el calentamiento de la tubería y el área superpuesta se montan preferentemente en la matriz;

-un generador eléctrico; y

-sistema hidráulico para el accionamiento del émbolo cilindro.

En funcionamiento, el área de aplicación de FJ puede ser colocada dentro de una carpa.

Tal como se ha explicado, la presente invención puede utilizarse para revestir diferentes tuberías. Los diámetros de tubería pueden variar generalmente en el intervalo de aproximadamente 200 mm a 3500 mm. Normalmente, en la realización particularmente preferente, en la que la invención se utiliza para revestir uniones de obra entre las tuberías revestidas con poliolefina, los diámetros de las tuberías están en el intervalo de aproximadamente 250 a 1500 mm.

Aún debe precisarse que de acuerdo con una realización, el movimiento relativo entre el carro y la tubería también se puede conseguir girando la tubería manteniendo el carro en la posición inmóvil. Tal realización puede aplicarse, por ejemplo, en el interior, en fábricas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para revestir una tubería (2) o un tramo de tubería con una capa de por lo menos un polímero, que comprende las etapas de

-disponer una tubería (2) o un tramo de tubería que tiene una superficie externa que define la periferia de la tubería

(2) o tramo de tubería;

-aplicar en la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería una capa de por lo menos un material polimérico en estado de fusión utilizando una boquilla (3), montada en un carro (1, 15a, 15b) capaz de desplazarse a lo largo de la periferia de la tubería (2) o el tramo de tubería; y

-desplazarse el carro (1, 15a, 15b) a lo largo de por lo menos una parte de la periferia durante la aplicación del material polimérico para formar una capa en la superficie de la tubería (2) o tramo de tubería,

caracterizado por

-nivelar el material polímero con un dispositivo de nivelado (5) montado en el carro (1, 15a, 15b).
2.

Método, según la reivindicación 1, que comprende utilizar una matriz plana (3) la cual está montada en el carro (1, 15a, 15b) y conectada con una fuente de material polimérico fundido.
3.

Método, según la reivindicación 1 ó 2, en el que la matriz plana (3) tiene un espacio de abertura con una anchura que por lo menos esencialmente corresponde a una anchura pre-seleccionada de la capa.
4.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el carro (1, 15a, 15b) se desplaza a lo largo de la periferia en una distancia que esencialmente corresponde a una longitud pre-seleccionada del revestimiento polimérico.
5.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el carro (1, 15a, 15b) es capaz de desplazarse por lo menos 180 grados, preferentemente 360 grados o más la longitud de la periferia de la tubería (2) o tramo de tubería para conseguir una capa polimérica que reviste la superficie externa a lo largo de la periferia.
6.

Método, según la reivindicación 5, en el que el carro (1, 15a, 15b) se desplaza a lo largo de una trayectoria en forma espiral a lo largo de la periferia de la tubería (2) o tramo de tubería para conseguir una capa polimérica, en el que cada capa sucesiva se superpone parcialmente con la capa anterior.
7.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el material polimérico se forma en una película polimérica que tiene una anchura esencialmente que corresponde a la anchura pre-seleccionada de la capa de revestimiento.
8.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que una capa polimérica que comprende por lo menos dos películas superpuestas se aplica sobre la superficie.
9.

Método, según la reivindicación 7 u 8, en el que cada película polimérica tiene un espesor en el intervalo de 0,01 a 10 mm, preferentemente de manera aproximada 0,5 a 5 mm, en particular de aproximadamente 0,1 a 3 mm.
10.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el material polimérico se nivela con el dispositivo de nivelación (5), el cual aplica una fuerza generalmente perpendicular al material polimérico para alisar la capa polimérica contra la superficie externa de la tubería o tramo de tubería.
11.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el material polimérico se nivela con un rodillo

o una cuchilla.
12.

Método, según la reivindicación 11, en el que el rodillo o la cuchilla constituyen el dispositivo de nivelado (5) montado en el carro (1, 15a, 15b).
13.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que el material polimérico se nivela con un rodillo que tiene una superficie elástica.
14.

Método, según la reivindicación 13, en el que la superficie del rodillo tiene una dureza Shore A de aproximadamente 10 a 30.
15.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que una película polimérica se retira de la matriz plana sobre los medios de nivelación (5) y se transfiere de los medios de nivelación (5) sobre la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería.
16.

Método, según la reivindicación 15, en el que los medios de nivelación (5) alisan y nivelan la película mientras la transfieren a la superficie.
17.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que el espesor de la capa de polímero obtenido de la matriz plana (3) puede ajustarse.
18.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que el carro (1, 15a, 15b) es capaz de desplazarse a una velocidad ajustable.
19.

Método, según la reivindicación 18, en el que el material polimérico se extruye de la matriz plana (3) a una velocidad de extrusión esencialmente fijada, y el espesor de la película es controlado ajustando la velocidad del carro que se desplaza (1, 15a, 15b).
20.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el material polimérico es aplicado por lo menos en una superficie que comprende parcialmente una parte sin revestir de una tubería de acero revestida con polímero (2).
21.

Método, según la reivindicación 20, en el que el tramo de tubería comprende la soldadura circunferencial entre dos tuberías adyacentes (12), que se sueldan entre sí.
22.

Método, según la reivindicación 21, en el que la soldadura de circunferencia y las partes adyacentes de la tubería de acero sin revestir (2), que incluyen los extremos de empalme del revestimiento polimérico, son revestidas para sellar firmemente la soldadura circunferencial contra aire, humedad y agua.
23.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el material polimérico es aplicado en la superficie externa de una tubería de polímero o tramo de una tubería de polímero (2).
24.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el material polimérico es aplicado en una tubería (2) o tramo de tubería revestida con brea.
25.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tubería (2) o tramo de tubería está revestida con por lo menos un polímero termoplástico.
26.

Método, según la reivindicación 25, en el que el polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste en poliolefinas, en particular polietileno y polipropileno, incluyendo poliolefinas individuales, y poliolefinas sustituidas.
27.

Método, según la reivindicación 26, en el que la poliolefina individual comprende grupos promotores de adhesión seleccionados del grupo de acrilatos, ácidos carboxílicos y aminas.
28.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería se calienta a una temperatura en el intervalo de 80 a 300°C antes del revestimiento.
29.

Método, según la reivindicación 28, en el que la superficie es calentada utilizando medios de calentamiento montados en el carro (1, 15a, 15b).
30.

Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería se pone en contacto con un agente de imprimación para conseguir una superficie modificada para mejorar la adhesión entre la capa polimérica y la superficie.
31.

Método, según la reivindicación 29, en el que el agente de imprimación se selecciona del grupo de composiciones de un componente epoxi líquido, composiciones de dos componentes epoxi líquido, polvos en aerosol epoxi, y organosiliconas.
32.

Método para unir tuberías (2), en particular tuberías de acero revestidas con poliolefina, en el que

-los extremos de dos tuberías de acero revestidas se ajustan entre sí;

-las tuberías de acero se sueldan entre sí para formar una unión y

-la unión es revestida con por lo menos una capa de un material capaz de sellar la unión contra aire y humedad,

caracterizado por proporcionar a la unión un revestimiento usando un método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31.
33. Aparato para el revestimiento de una tubería (2) o tramo de tubería que tiene una superficie externa que define la periferia de la tubería (2) o tramo de tubería, que comprende

-un carro móvil (1, 15a, 15b), que es capaz de desplazarse alrededor de la periferia de la tubería (2) o tramo de tubería; y

-una matriz conectada con una fuente de una masa fundida de polímero para formar una película polimérica, siendo montada la matriz en el carro móvil

caracterizado por

-medios de nivelación (5) capaces de nivelar y alisar la película polimérica contra la superficie externa de la tubería

(2) o tramo de tubería, en el que los medios de nivelado (5) están montados en el carro móvil (1, 15a, 15b).
34.

Aparato, según la reivindicación 33, en el que el carro (1, 15a, 15b) es capaz de desplazarse por lo menos 360 grados a lo largo de la periferia de la tubería (2) o tramo de tubería para conseguir una capa polimérica que reviste la superficie externa a lo largo de la periferia.
35.

Aparato, según la reivindicación 33 ó 34, en el que la matriz comprende una matriz plana (3) capaz de formar el material polimérico en una película polimérica que tiene una anchura esencialmente que corresponde a la anchura preseleccionada de la capa de revestimiento.
36.

Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 35, en el que la matriz (3) está conectada a una fuente de material polimérico fundido seleccionada del grupo de extrusores, mezcladores de husillo calientes o recipientes de almacenamiento intermedio.
37.

Aparato, según la reivindicación 36, en el que los recipientes de almacenamiento intermedio se pueden vaciar utilizando medios purgadores accionados hidráulica, neumática o eléctricamente.
38.

Aparato, según la reivindicación 36 ó 37, en el que el recipiente de almacenamiento intermedio es reemplazable como un cartucho.
39.

Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 38, en el que los medios de nivelación (5) se seleccionan del grupo de rodillos y cuchillas, adaptado para aplicar una fuerza generalmente perpendicular al material polimérico para alisar la capa polimérica contra la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería.
40.

Aparato, según la reivindicación 39, en el que el rodillo tiene un eje central y en el que el perfil de la superficie elástica del rodillo es ajustable en la dirección del eje central para ajustar el perfil superficial de la tubería (2) o tramo de tubería en la parte que será revestida.
41.

Aparato, según la reivindicación 39 ó 40, en el que la superficie de rodillo tiene una dureza Shore A de aproximadamente 10 a 30.
42.

Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 41, en el que la matriz se adapta para formar una película polimérica sobre los medios de nivelación (5) y los medios de nivelación (5) son capaces de transferir la película polimérica sobre la superficie externa de la tubería (2) o tramo de tubería.
43.

Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 42, en el que el carro (1, 15a, 15b) comprende los medios de calentamiento, colocados delante de los medios de nivelación (5) en la dirección de desplazamiento del carro.
44.

Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 43, en el que el carro (1, 15a, 15b) es capaz de desplazarse a una velocidad ajustable.
45.

Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 44, en el que el carro (1, 15a, 15b) puede ser fijado sobre la tubería o tramo de tubería con, por lo menos, una cadena de tracción, que puede ser ajustada sobre la tubería (2)

o tramo de tubería.