ES2372905T3 - Red acuicultura con alambres de acero revestido con banda metálica. - Google Patents
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Abstract
Una red de acuicultura (10) que comprende alambres de acero (12), teniendo dichos alambres de acero un núcleo de acero (14) y un revestimiento de metal (16) para dar una característica de anticorrosión y de antiincrustaciones a dichos alambres de acero, caracterizado porque dicho revestimiento de metal está en forma de una banda fija alrededor de dicho núcleo de acero.
Description
Red de acuicultura con alambres de acero revestido con banda metalica
Campo tecnico
La invenci6n se refiere a una red de acuicultura con alambres de acero.
Antecedentes de la tecnica
Las redes de acuicultura o redes de piscifactorfas se usan para izar la vida acuatica, tal como los peces. Las redes de acuicultura mantienen la vida acuatica controlada y confinada y protege la vida acuatica dentro de la red frente a depredadores como tiburones y lobos marinos.
Las redes de acuicultura son normalmente de tipo de cerca eslabonada. Esta es una cerca de alambres de acero tejidos en un modelo r6mbico. Las mallas tienen dimensiones mas pequenas que las dimensiones del pez confinado en las redes. Cada alambre de acero se preforma doblandolo de manera que muestre un modelo ondulado con maximos y mfnimos. Los maximos de un alambre de acero se entrelazan con los mfnimos de un alambre colindante para formar los modelos de una serie de rombos.
La experiencia ha demostrado, sin embargo, que las redes de acuicultura del tipo de cerca eslabonada tienen tambien algunas desventajas. Se han descubierto redes de acuicultura en las que uno o mas de los alambres de acero se habfan roto despues de un tiempo de vida limitado.
La investigaci6n de las redes de acuicultura que fallaban revel6 que, particularmente, se habfan roto los alambres de acero en la parte superior de la red de acuicultura. En efecto, el oceano o el mar conforman un enorme desaffo con respecto a la resistencia a la corrosi6n. Ademas de este entorno muy corrosivo, las olas y las mareas someten a la red de acuicultura a un movimiento continuo y repetido. En una red de acuicultura del tipo de cerca eslabonada, cada alambre de acero debe soportar el peso del resto de la red debajo de el. El alambre de la parte superior realiza contactos en ciertos puntos con el alambre justo debajo de el. Estos contactos en ciertos puntos estan situados en puntos en los que tanto el alambre superior como el alambre justo debajo de el estan sometidos a una deformaci6n tanto por flexi6n como por torsi6n. Los continuos y repetidos movimientos impuestos en este entorno agresivo crean desgaste en esos puntos de contacto y pueden dar como resultado la ruptura de los alambres de la red.
Las redes de acuicultura con alambres de acero galvanizado ofrecen una aceptable resistencia frente a la bioincrustaci6n, es decir, frente al material de incrustaci6n que pueda desarrollarse en la estructura de la malla. Dentro del contexto de la presente invenci6n, la expresi6n material incrustante se refiere a organismos de incrustaci6n tales como lapas, algas o moluscos, que pueden unirse y crecer en el material de alambre de la estructura de la malla. Sin embargo, este mecanismo de incrustaci6n puede ser tan persistente que pueden rellenarse todas las aberturas de las mallas bloqueando cualquier introducci6n de agua dulce o de nutrici6n en el volumen dentro de la estructura de malla.
Por tanto, existe la necesidad de redes de acuicultura con mejores propiedades anti-incrustantes y anti-corrosi6n.
El documento JP-A-2004-261023 describe un alambre de acero para redes de acuicultura. El alambre de acero tiene un nucleo de acero inoxidable y un revestimiento de metal de cupronfquel: una aleaci6n de nfquel y cobre con un contenido de nfquel que oscila entre 10% y 30% en peso. El revestimiento de metal puede ser aplicado o por inmersi6n en caliente del nucleo de acero inoxidable en un bano de nfquel y cobre o por galvanoplastia del nucleo de acero inoxidable con cobre, despues de eso con nfquel y, por ultimo, aplicando un tratamiento de difusi6n termica.
Se ha probado que los revestimientos de cobre y nfquel proporcionan una buena resistencia frente a la corrosi6n debido al nfquel y se ha probado que proporcionan una buena resistencia frente a la incrustaci6n debido al efecto del cobre. Sin embargo, los alambres de acero de la tecnica anterior existentes con revestimientos de cobre y nfquel pierden la posibilidad de ajustar con precisi6n el espesor y la composici6n del revestimiento de cobre y nfquel por las siguientes razones o por no ofrecer alambres de acero de gran calidad con un revestimiento grueso.
Si se usa un bano de cobre y nfquel profundo y caliente, la composici6n del revestimiento de cobre y nfquel puede variarse variando la composici6n del bano de cobre y nfquel. El espesor, sin embargo, depende ampliamente de la velocidad de paso del alambre por el bano y despues del grado final de laminaci6n y estirado. Es diffcil, si no imposible, obtener alambres de acero con un revestimiento cuyo espesor exceda el 30% del diametro del alambre. Ademas, teniendo en cuenta la alta temperatura de fusi6n tanto del cobre como del nfquel en comparaci6n con el cinc, es diffcil fabricar alambres revestidos de alta calidad debido a problemas de oxidaci6n en la superficie del nucleo de acero.
Si se aplica un tratamiento de difusi6n termica, el espesor del revestimiento de cobre y nfquel puede determinarse previamente incrementando el tiempo de (electro)-deposici6n. Por el presente documento se comprende que cuanto mas largo es el tratamiento de galvanoplastia de mayor espesor es el revestimiento y viceversa, siendo constantes todos los demas parametros. La composici6n, sin embargo, es mas diffcil de controlar. A medida que se aplica el
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nfquel sobre la parte superior de cobre, el nfquel se difunde a traves del cobre desde la parte superior y tambien desde el nucleo de acero inoxidable ya que el acero inoxidable comprende tambien nfquel debido a los tratamientos termicos aguas arriba. Este proceso de difusi6n, sin embargo, es diffcil de controlar y de ajustar con precisi6n. Como resultado, con un tratamiento de difusi6n termica es imposible obtener un revestimiento con, por ejemplo, 90% de cobre y 10% de nfquel y que tenga esta misma composici6n por todo el espesor del revestimiento.
Las dimensiones de una red de acuicultura son considerables. Un ejemplo de unas tfpicas dimensiones es 30 m x 30 m x 15 m, siendo la ultima dimensi6n la profundidad de la red dentro del agua y siendo las dos primeras dimensiones la anchura y la longitud de la red en la superficie del agua. A manera de ejemplo solamente, una red fabricada de alambre de acero galvanizado y de las dimensiones anteriormente mencionadas tiene un peso aproximado de 4 toneladas metricas. Una realizaci6n de una red de acuicultura se ha descrito en el documento WOA1-2007/031352. Como tal, el peso de una red de acuicultura necesita mantenerse en un mfnimo. Un revestimiento capaz de ser ajustado garantiza el espesor y, por ello, el peso controlable de los alambres y de la red.
Descripcian de la invencian
Un objeto de la presente invenci6n es evitar los inconvenientes de la tecnica anterior.
Un objeto adicional de la presente invenci6n es proporcionar una red de acuicultura con alambres de acero que tienen un revestimiento capaz de ajustarse.
Otro objeto de la presente invenci6n es proporcionar una red de acuicultura con alambres de acero que tienen un revestimiento grueso ofreciendo por ello suficiente resistencia frente a la corrosi6n y frente a incrustaciones.
Todavfa otro objeto de la presente invenci6n es proporcionar una red de acuicultura con alambres de acero que tengan un revestimiento cuya composici6n sea homogenea en todo su espesor.
Todavfa otro objeto de la presente invenci6n es proporcionar una red de acuicultura en la que el espesor del revestimiento puede ser controlado sin perder velocidad de producci6n.
De acuerdo con la presente invenci6n, se ha proporcionado una red de acuicultura con alambres de acero. Los alambres de acero tienen un nucleo de acero y un revestimiento de metal para dar caracterfsticas de anti-corrosi6n y de anti-incrustaci6n a los alambres de acero. El revestimiento de metal esta en la forma de una banda o de una lamina fina de metal que se fija alrededor del nucleo de acero. Una banda de un metal adecuado de composici6n controlada y determinada previamente y de un espesor deseado puede conformarse en forma de un tubo. La anchura de esta banda es algo mayor o igual que la circunferencia del nucleo de acero que ha de cubrirse. La banda se cierra en un tubo y se suelda sobre el nucleo de acero o alrededor de el.
De forma alternativa, pueden usarse dos bandas para cubrir el nucleo de acero. En lugar de soldar estas dos bandas se embuten sobre el nucleo de acero.
Estas dos tecnicas, que son conocidas como tales, proporcionan muchas ventajas para los fines de la presente invenci6n. Permiten determinar de forma independiente tanto la composici6n como el espesor del revestimiento de metal alrededor del nucleo de acero, proporcionando caracterfsticas anti-corrosi6n y anti-incrustaci6n. Tambien, el nucleo de acero puede ser mejorado de forma 6ptima independientemente del revestimiento de metal, con respecto a la resistencia a la tracci6n. Tanto el nucleo de acero como el revestimiento de metal pueden adaptarse para proporcionar una adherencia 6ptima entre los dos materiales compuestos. Como tal, una red de acuicultura puede proporcionarse con 6ptimas caracterfsticas anti-corrosi6n y anti-incrustaci6n, asf como de ser tambien resistente.
En una realizaci6n preferida, dicho revestimiento de metal es una aleaci6n de cobre y de nfquel. Los revestimientos de nfquel y de cobre han probado para proporcionar una buena resistencia frente a la corrosi6n debido al nfquel, y buena resistencia frente a la incrustaci6n debido al efecto del cobre.
En una realizaci6n, dicho revestimiento de metal es CuNixFey en el que x es 9, 10 u 11 e y es 1. En otra realizaci6n, dicho revestimiento de metal es CuNixSny en el que x es 8, 9, 10 u 11 e y es 1, 2 6 3. Aquf, x e y son porcentajes en peso. Estas aleaciones particulares tienen la ventaja de que se endurecen durante un proceso de templado dando como resultado una incrementada resistencia a la abrasi6n.
Otras aleaciones son tambien posibles, tal como aleaciones de CuZnSn y aleaciones de CuZnNi.
En una realizaci6n adicional, dicha aleaci6n de cobre y nfquel comprende al menos 80 por ciento en peso de cobre y entre 5 por ciento en peso y 15 por ciento en peso de nfquel. Se ha probado que una composici6n de 90% en peso de Cu y 10% en peso de Ni es una composici6n aceptable.
Preferiblemente, dicho nucleo de acero de acuerdo con la invenci6n es un alambre de acero previamente estirado en frfo. Un alambre de acero estirado en frfo tiene una dureza superficial mucho mayor que recien salido del tren de alambre. La incrementada dureza del alambre del nucleo interno incrementa la adherencia del revestimiento al nucleo de acero. Un acero estirado en frfo incrementa tambien la resistencia a la tracci6n inicial del alambre con
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nucleo de acero no revestido usado en redes de acuicultura. Estirar adicionalmente el alambre de acero despues de revestir incrementa incluso mas la resistencia final a la tracci6n y mejora la adherencia del revestimiento al nucleo de acero. Pueden obtenerse resistencias a la tracci6n finales por encima de 1.500 MPa, por ejemplo, 1.800, por ejemplo, por encima de 2.000 MPa y mas.
En una realizaci6n preferida de acuerdo con la invenci6n, los huelgos entre el nucleo de acero y el revestimiento de metal son mas pequenos que 50 µm, por ejemplo, mas pequenas que 10 µm. Lo mas preferiblemente, no hay huelgos entre dicho nucleo de acero y dicho revestimiento de metal. Por razones de corrosi6n en agua marina salada, todos los huelgos son preferiblemente evitados. La manera de c6mo se evitan estos huelgos se explica a continuaci6n.
En otra realizaci6n, dicho nucleo de acero comprende nfquel, presentando dicho nfquel un gradiente cercano a la interfaz entre dicho nucleo de acero y dicho revestimiento de metal, mejorando la adherencia entre los dos materiales compuestos. Esto se describe ademas en la Figura 5.
Todavfa en una realizaci6n preferible adicional dicho nucleo de acero tiene una estructura cubica centrada en el cuerpo y dicho revestimiento de metal tiene una estructura cubica centrada en las caras, para mejorar de nuevo la adherencia entre los dos materiales compuestos. La expresi6n "estructura cubica centrada en el cuerpo" se refiere a la estructura cristalografica y significa que un cristal tiene un punto del retfculo en el centro de la celda unidad ademas de ocho puntos en las esquinas. Tiene una contribuci6n de 2 puntos del retfculo por celda unidad ((1/8)*8+1). La expresi6n "estructura cubica centrada en las caras" se refiere a una estructura cristalografica con puntos del retfculo en las caras del cubo del que cada cubo unidad proporciona exactamente una contribuci6n mitad, ademas de los puntos del retfculo en las esquinas, dando un total de 4 atomos por celda unidad ((1/8) para cada esquina)* 8 esquinas + (1/2 para cada cara)* 6 caras).
En otra realizaci6n, dicho nucleo de acero es un acero bajo en carbono, ya que un acero bajo en carbono tiene una estructura cubica centrada en el cuerpo que proporciona una buena adherencia con una estructura cubica centrada en las caras de un revestimiento de CuNi.
En otra realizaci6n, dicho nucleo de acero es un acero inoxidable. Algunos tipos de acero inoxidable tienen una estructura cubica centrada en el cuerpo y otros tipos de acero inoxidable tienen una estructura cubica centrada en las caras. De cualquier forma, cualquier tipo de nucleo de acero inoxidable que se use, en comparaci6n con el acero inoxidable bajo en carbono, proporciona una excelente resistencia a la corrosi6n incluso en el caso de que el agua marina penetrara hasta el nucleo de acero.
En caso de que el nucleo de acero inoxidable tenga una estructura cubica centrada en las caras, el correcto nivel de adherencia se obtiene mediante un adecuado tratamiento de templado y por estirado del nucleo de acero y del revestimiento hasta un alto grado.
Breve descripcian de las figuras en los dibujos
La Figura 1 muestra un supercrecimiento de una red de acuicultura con material bio-incrustante.
La Figura 2 muestra una secci6n transversal de un alambre de acuerdo con la invenci6n.
La Figura 3 muestra un ejemplo de adherencia mala (3a) y buena (3b) cuando se suelda un revestimiento de metal alrededor de un nucleo de acero.
La Figura 4 muestra un ejemplo de adherencia mecanica mala (4a) y buena (4b) entre materiales de diferente estructura cristalografica.
La Figura 5 muestra el efecto de templado a diferentes temperaturas.
La Figura 6 muestra el proceso de soldar un revestimiento de metal a un nucleo de acero.
Modo o modos para llevar a cabo la invencian
La Figura 1 muestra una red de acuicultura 10 en la que los alambres de acero 12 de la estructura de malla estan sobrecrecidos con organismos bio-incrustantes 14, tal como lapas, algas o moluscos que se unen a la red. El mecanismo de incrustaci6n puede ser tan persistente que todas las aberturas en las mallas pueden ser rellenadas bloqueando cualquier introducci6n de agua dulce o de nutrici6n en el volumen dentro de la estructura de la malla.
La Figura 2 muestra una secci6n transversal de un alambre de acero 12 de acuerdo con la invenci6n. Un revestimiento de metal 16 se suelda a o alrededor de un nucleo de acero 14.
Un conocido problema con la soldadura un revestimiento de metal a un nucleo de acero es la adherencia.
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Varios procesos y materiales se han usado para incrementar la adherencia entre chapado y alambre.
En el contexto de la presente invenci6n, el termino "chapado" significa que el proceso de proporcionar un revestimiento alrededor de un nucleo de acero en la forma de una banda o de una lamina y fijando esta al nucleo de acero por medio de la soldadura o por medio del estirado.
La Figura 3a muestra un ejemplo de mala adherencia en la que un revestimiento de metal 16 se suelda a un nucleo de acero 14 por medio de una zona de soldadura 18 que deja huelgos 20 y 22 en la zona de soldadura.
La Figura 3b muestra un ejemplo de buena adherencia en la que se evitan los huelgos 20 y 22.
En un proceso, la adherencia de alambre y chapado se increment6 usando cabezas de turco a alta temperatura. Las cabezas de turco se aplicaron justo despues de que la mesa de soldadura prensara el revestimiento sobre el alambre de nucleo a una temperatura mfnima de 200 grados Celsius. Todas las secciones transversales mostraban una perfecta adherencia. Despues de combinar con el estirado en un paso de troquel, no se vio ningun huelgo en la interfaz, incluso en la zona de soldadura. El material compuesto se pudo estirar al menos un 10% mas en el diametro directamente en la lfnea de revestimiento. No se observaron vacfos ni huecos caracterfsticos en la zona de soldadura durante el estirado adicional.
En otro proceso, se increment6 la adherencia escogiendo el material con diferente estructura cristalografica para el nucleo de acero y para el revestimiento de metal. La Figura 4b muestra un ejemplo de buena adherencia mecanica para un nucleo de acero con una estructura cubica centrada en el cuerpo y un revestimiento de metal con una estructura cubica centrada en las caras. Al contrario que la Figura 4b, la Figura 4a muestra una secci6n transversal de un nucleo de acero y de un revestimiento de metal donde ambas tienen una estructura cubica centrada en las caras. La interfaz entre el nucleo de acero y el revestimiento tiene un area superficial que es mas pequena que la de la Figura 4b, proporcionando consecuentemente menos adherencia entre los dos materiales.
Todavfa en otro proceso, la adherencia se increment6 templando a una apropiada temperatura. Los ensayos se habfan realizado a diferentes temperaturas. La Figura 5 muestra el efecto de templado durante 2 horas a 1070 grados Celsius. Un enriquecimiento significativo en Ni se observa hacia la superficie externa de un nucleo de acero inoxidable 14. En otras palabras, se observa un gradiente de Ni cerca de la interfaz entre dicho nucleo de acero y dicho revestimiento de metal. Esto mejora la adherencia entre el nucleo de acero inoxidable 14 y el revestimiento de metal 16.
En un cuarto proceso, la adherencia se incrementa incrementando la dureza y mejorando la calidad superficial del alambre interior. Como se ha mencionado, un alambre estirado en frfo como material del nucleo de partida produce mejor adherencia, comparado con una varilla como material de partida.
La adherencia de alambre y chapado puede medirse por medio de metodos indirectos, tal como cortando el alambre de material compuesto con pinzas u otras medios y observando los extremos.
Otro metodo indirecto es proseguir la corrosi6n en los extremos cortados en un ensayo en agua de mar caliente. Una mala adherencia tiene un impacto directo sobre la corrosi6n del extremo cortado. Todavfa otro metodo indirecto es mediante el microscopio electr6nico y medidas de rugosidad de la secci6n transversal. Un cuarto metodo indirecto es mediante SEM (microscopfa de barrido electr6nico) y EDXS para comprobar la difusi6n.
La Figura 6 muestra el proceso de soldadura de un revestimiento de metal 16 a un nucleo de acero 14. Una banda de un metal adecuado 16 y espesor predeterminado puede formarse en forma de un tubo. La anchura de esta banda es algo mayor o igual que la circunferencia de un nucleo de acero 14 que ha de ser cubierto. La banda se cierra en un tubo y se suelda alrededor del nucleo de acero. Despues de soldar, las cabezas de turco 60 presionan el revestimiento de metal 16 contra el nucleo de acero 14.
Como tal, se proporciona un proceso en donde un revestimiento de metal de composici6n y espesor definidos previamente se aplica a un alambre con nucleo de acero. Dicho revestimiento de metal es una aleaci6n de cobre y nfquel. El revestimiento de metal se suelda alrededor o sobre un nucleo de alambre de acero.
Preferiblemente, la etapa de proceso de soldadura puede ser precedida por una etapa de estirado del alambre de acero para proporcionar un alambre de acero con una dureza incrementada y con una incrementada resistencia a la tracci6n.
Preferiblemente, la etapa del proceso de soldadura puede ser seguida por una etapa de prensado del revestimiento contra el nucleo de acero por medio de cabezas de turco a una temperatura mfnima de 200 grados Celsius.
Alternativa o adicionalmente, la etapa del proceso de encerrar el nucleo de acero con una banda o lamina de metal puede ser seguida por una etapa de templado del nucleo de acero con el revestimiento de metal a una temperatura por encima de 950°C durante un perfodo de tiempo de al menos una hora.
E08871903 29-11-2011
Claims (11)
- REIVINDICACIONES1.-Una red de acuicultura (10) que comprende alambres de acero (12), teniendo dichos alambres de acero un nucleo de acero (14) y un revestimiento de metal (16) para dar una caracterfstica de anticorrosi6n y de antiincrustaciones a dichos alambres de acero, caracterizado porque dicho revestimiento de metal esta en forma de5 una banda fija alrededor de dicho nucleo de acero.
- 2.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en la que dicha banda ha sido soldada sobre dicho nucleo de acero (14) o alrededor de el .
- 3.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con la reivindicaci6n 1 6 2, en la que dicha banda ha sido estirada sobre dicho nucleo de acero (14).10 4.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en las que dicho revestimiento de metal (16) es una aleaci6n de cobre nfquel.
- 5.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con la reivindicaci6n 4, en la que dicha aleaci6n de cobre y nfquel comprende al menos 80 por ciento en peso de cobre y entre 5 por ciento en peso y 15 por ciento en peso de nfquel.
- 6.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho 15 nucleo de acero es un alambre de acero previamente estirado.
- 7.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que no hay huecos (20, 22) entre el nucleo de acero (14) y el revestimiento de metal (16).
- 8.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho nucleo de acero (14) comprende nfquel, presentando dicho nfquel un gradiente cerca de la interfaz entre dicho 20 nucleo de acero (14) y dicho revestimiento de metal (16).
- 9.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho nucleo de acero (14) tiene una estructura cubica centrada en el cuerpo y dicho revestimiento de metal tiene una estructura cubica centrada en las caras.
- 10.- Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho 25 nucleo de acero (14) es un acero bajo en carbono.
- 11.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dicho nucleo de acero (14) tiene una estructura cubica centrada en las caras y dicho revestimiento de metal tiene una estructura cubica centrada en las caras.
- 12.-Una red de acuicultura (10) de acuerdo con la reivindicaci6n 9 o la reivindicaci6n 11, en la que dicho nucleo de 30 acero (14) es un acero inoxidable.E08871903 29-11-2011 E08871903 29-11-2011
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