ES2881480T3 - Material sellante - Google Patents

Abstract

Uso de un material de sellado que comprende una fibra multifilamento o hilada recubierta con una composición de sellado de uniones no curable para sellar una unión en un sistema de tuberías en cuyo sistema un fluido comprende al menos uno de: (a) un inhibidor de la corrosión; (b) un eliminador de residuos; (c) un alcohol; (d) un hidrocarburo; o (e) vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa); debe pasar a través de la unión sellada, y en el que la fibra multifilamento o hilada se construye a partir de poliamida, y, en el que la composición de sellado de uniones comprende un aceite de silicona y un relleno seleccionado de un relleno mineral, un relleno de polímero en polvo o un material de relleno de fibra cortada.

Description

DESCRIPCIÓN

Material sellante

Campo

La presente invención se refiere a un material sellante. Son de interés los materiales sellantes útiles para sellar uniones. Las uniones a sellar incluyen las que unen conductos para fluidos. Por ejemplo, las uniones pueden ser uniones de tuberías. La invención es útil en la industria de la plomería. Son de particular interés los materiales para sellar uniones de tuberías roscadas.

Breve descripción de la tecnología relacionada

Son conocidos los materiales para sellar uniones de tuberías. Por ejemplo, la publicación de patente internacional núm. WO 98/47805 describe un material de fibra que se impregna con un material de recubrimiento. LOCTITE ® 55 es un producto vendido en base a la tecnología descrita en el mismo. Si bien tales materiales son muy útiles, existen aplicaciones onerosas y/o condiciones ambientales en las que no se utilizan tales productos. En particular, tales productos no se consideran adecuados para ciertas aplicaciones. Típicamente, los materiales se usan solamente para aplicaciones de plomería que son de baja presión y que conducen agua.

La Publicación de Patente Europea EP 1647 511 describe un alambre con un núcleo de polímero que se recubre con caucho de silicona reticulado. La Publicación de Patente Europea EP 0 010 293 describe una composición adecuada para la unión de tuberías que tiene fibras de PTFE, resinas de etileno-propileno fluorado, polietileno o polipropileno y un portador. La Publicación de Patente Internacional núm. WO 2006/110679 describe una composición sellante que tiene un componente líquido y un componente sólido. Las fibras de ingeniería especificadas se proporcionan dentro de la composición en una cantidad del 0,5 al 2 % en peso de la composición total.

El documento US2002/190481 divulga un artículo de fabricación que comprende una tubería roscada, material de sellado de uniones que comprende una fibra multifilamento de una sola hebra y una composición de sellado de uniones ya recubierta sobre la fibra, y un dispensador que tiene la fibra recubierta envasada en el mismo desde el cual la fibra recubierta puede suministrarse para su aplicación directa a un área roscada de una tubería. La composición de sellado de uniones comprende un polidimetilsiloxano terminado con hidroxilo y un relleno.

Sumario de la invención

En un aspecto, la presente invención proporciona el uso de un material de sellado que comprende una fibra multifilamento o hilada recubierta con una composición de sellado de uniones para sellar una unión en un sistema de tuberías. Más específicamente, la presente invención se refiere al uso de un material de sellado que comprende una fibra multifilamento o hilada recubierta con una composición de sellado de uniones no curable para sellar una unión en un sistema de tuberías, en cuyo sistema un fluido comprende al menos uno de: (a) un inhibidor de la corrosión; (b) un eliminador de residuos; (c) un alcohol; (d) un hidrocarburo; o (e) vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa); debe pasar a través de la unión sellada, y en el que la fibra multifilamento o hilada se construye a partir de poliamida, y en el que la composición de sellado de uniones comprende un aceite de silicona y un relleno seleccionado de un relleno mineral, un relleno de polímero en polvo o un material de relleno de fibra cortada.

La presente invención también se refiere al uso de una fibra multifilamento o hilada junto con una composición de sellado de uniones no curable en la fabricación de un material de sellado para sellar una unión en un sistema de tuberías, en cuyo sistema un fluido comprende al menos uno de: (a) un inhibidor de la corrosión; (b) un eliminador de residuos;-( c) un alcohol; (d) un hidrocarburo; o (e) vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa); debe pasar a través de la unión sellada, y en el que la fibra multifilamento o hilada se construye a partir de poliamida, y en el que la composición de sellado de uniones comprende un aceite de silicona y un relleno seleccionado de un relleno mineral, un relleno de polímero en polvo o un material de relleno de fibra cortada.

En el sistema, un fluido que comprende inhibidores de la corrosión tales como dimolibdato de diamonio o benzotriazol; y/o eliminadores de residuos tales como materiales de vaselina; y/o un alcohol tal como propanodiol o etilenglicol; y/o un hidrocarburo tal como diésel, que incluye biodiésel, fueloil o aceite hidráulico; y/o vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa); debe pasar a través de la unión sellada.

Se demostró sorprendentemente que los materiales de sellado de la invención son resistentes a las condiciones/materiales debido a que es un pensamiento convencional de que tales materiales sellantes no deberían usarse de manera convencional para tales aplicaciones. Es sorprendente que los materiales de sellado de la invención puedan mantener una unión sellada a pesar de la exposición a tales materiales.

Esto es particularmente cierto cuando el fluido está a una temperatura elevada, tal como al menos 150 °C. La temperatura podría ser de al menos 160 °C, por ejemplo, de al menos 170 °C, o de al menos 180 °C.

La unión también podría experimentar una presión elevada, tal como de al menos 2 bar, tal como de al menos 4 bar, por ejemplo, de al menos 5 bar.

La fibra multifilamento o hilada puede construirse a partir de poliamida.

La composición de sellado de uniones comprende adecuadamente un aceite y un relleno.

El aceite es un aceite de silicona.

El relleno puede incluir uno o más de un relleno mineral (tal como carbonato de calcio), relleno de polímero en polvo (tal como polvo de polietileno o polvo de politetrafluoroetileno) o material de relleno de fibra cortada (tal como fibras de aramida cortadas, fibras de polietileno o fibras de carbono).

La invención también se refiere al uso de una fibra multifilamento o hilada junto con una composición de sellado de uniones en la fabricación de un material de sellado para sellar una unión en un sistema de tuberías en cuyo sistema un fluido comprende: inhibidores de la corrosión tales como dimolibdato de diamonio o benzotriazol; y/o eliminadores de residuos tales como materiales de vaselina; y/o un alcohol tal como propanodiol o etilenglicol; y/o un hidrocarburo tal como diésel, que incluye biodiésel, fueloil o aceite hidráulico; y/o vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa); debe pasar a través de la unión sellada. En la invención, la fibra multifilamento o hilada se recubre con la composición de sellado de uniones.

La invención también se refiere a un sistema a través del cual pasa un fluido, el sistema comprende un sistema de tuberías en el que hay al menos una unión, la unión está sellada con un material de sellado que comprende una fibra multifilamento o hilada recubierta con una composición de sellado de uniones, y un fluido que pasa a través de la unión sellada, el fluido que comprende: inhibidores de la corrosión tales como dimolibdato de diamonio o benzotriazol; y/o eliminadores de residuos tales como materiales de vaselina; y/o un alcohol tal como propanodiol o etilenglicol; y/o un hidrocarburo tal como diésel, que incluye biodiésel, fueloil o aceite hidráulico; y/o vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa). Convenientemente, el fluido es un alcohol (tal como propanodiol o etilenglicol) o vapor. En la invención, la fibra multifilamento o hilada se recubre con la composición de sellado de uniones.

La invención se extiende a un material sellante sustancialmente como se describe en la presente memoria con referencia a la descripción detallada a continuación; uniones selladas mediante ese material y sistemas que incorporan tales uniones selladas.

Se apreciará que todas las composiciones de sellado de uniones de la presente invención son composiciones no curables. Además, se apreciará que todas las composiciones de sellado de uniones de la presente invención no tienen fibras dispersas dentro de un portador. Todas las composiciones de la invención son fibras multifilamentos o hiladas a las que se aplica una composición de sellado de uniones.

Se apreciará que todos los aspectos de la invención expuestos anteriormente pueden combinarse de cualquier forma.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un dibujo de un conjunto de prueba usado en la sección Experimental más abajo; y

La Figura 2 es un dibujo de una unión de tubería roscada con el material sellante aplicado a la misma como se describe en la sección Experimental más abajo.

Descripción detallada

Los materiales de sellado de acuerdo con la invención se hicieron y probaron en conjuntos como los que se exponen a continuación.

Los materiales probados fueron los siguientes:

Se combinaron dos fibras juntas al colocarlas una al lado de la otra y empatándolas a través de un lote de pasta. (La pasta se usó para mantenerlas juntas, ya que no estaban retorcidas ni empalmadas de ninguna manera).

La pasta usada en cada caso se hizo según los componentes enumerados en la tabla anterior.

La fibra húmeda emergente se enrolló en rollos hasta lograr un peso de aproximadamente 0,5 - 0,8 g/m de fibra. Conjuntos:

Los conjuntos se hicieron usando tuberías nuevas (sin usar) y accesorios cortados de acuerdo con EN 10242 sin defectos visibles. Las partes de prueba recomendadas son de calidad ISO7-1 (y se usaron partes de esta calidad). El conjunto de prueba 1 usado se muestra en la Figura 1 a continuación y consiste de una conexión de presión 4, un reductor de 1,5"-0,5" (3,8 cm - 1,3 cm), un niple de barril igual 3, un enchufe de 1,5" (3,8 cm) y un tapón de 1,5" (3,8 cm) 6. Los enchufes empleados en general tienen roscas paralelas 5 y tapones de rosca ahusados.

Las roscas macho 7 se desbastaron usando una sierra de metal. Las roscas macho y hembra 7 se limpiaron usando un cepillo de acero. El Material de Sellado hecho como se indica anteriormente se aplicó a las roscas macho 7 de las uniones de prueba 9, 10, 12. Una de las roscas 11 se dejó en una posición visible para permitir el ensamble en los enchufes. Se aplicaron cinco vueltas del producto a la siguiente rosca y se enrollaron sobre cinco roscas 5, luego se enrollaron hacia adelante hasta el inicio y nuevamente hacia atrás, aplicándose en forma "entrecruzada" como se muestra en la Figura 2 a continuación. Se cortó la rosca y el extremo posterior del producto se metió en el niple o el tapón para que no cuelgue suelto.

Se ensamblaron tres conjuntos de prueba con tres uniones de prueba 9, 10, 12 cada uno, como se muestra en la Figura 1, usando una llave dinamométrica para aplicar un par de entrada de 150 Nm. El exceso de producto se eliminó usando un cepillo de acero. Los conjuntos se dejaron enfriar a temperatura ambiente antes de realizar la prueba. (Puede producirse calor debido a la fricción).

Prueba de cribado EN751-2

Los conjuntos y, en particular, las uniones de los mismos se probaron de acuerdo con la Prueba de cribado estándar EN751-2 como sigue.

Se adjuntó un conector apropiado al extremo abierto del conjunto de prueba y se conectó a una fuente de presión de aire.

El conjunto de prueba se presurizó a 7,5 bares ± 3 bar (0,75 MPa ± 0,3 MPa) con aire o nitrógeno.

El conjunto se sumergió en un baño de agua (temperatura ambiente) y se inspeccionó en busca de fugas. La fuga se determina mediante la aparición de burbujas durante el período de inmersión, ignorando las observadas durante los primeros 15 segundos de inmersión.

Las uniones 9 y 10 (ver Figura 1) se volvieron hacia atrás en 45° y el conjunto se sumergió nuevamente y se probó para buscar fugas nuevamente como se describió anteriormente.

Se usaron tres piezas del conjunto de prueba, cada una con tres uniones de prueba, y las tres uniones de al menos una pieza de prueba tuvieron que superar la prueba en orden para que el resultado se considerara positivo, es decir, el sello de la unión se mantuvo intacto. En muchos casos, se consideró que las tres uniones de los tres conjuntos de prueba habían pasado esta prueba.

Prueba de resistencia al agua a presión

Una vez que el sello de la unión se probó como se indicó anteriormente, después del sellado instantáneo, los conjuntos de prueba se llenaron de agua hasta la mitad, se taponaron (en la unión del conector de presión) y se almacenaron a las temperaturas y presiones establecidas en la tabla más abajo durante 1 semana. Cuando se enfrió, se quitó el tapón, se vaciaron las piezas de prueba y se probaron las uniones como se indica en Prueba de cribado EN751-2 anterior.

Prueba de Resistencia Química

Tres conjuntos de prueba con tres uniones de prueba cada uno se llenaron hasta la mitad con dicho químico, se taponaron (en la unión del conector de presión) y se almacenaron a las temperaturas indicadas y las presiones correspondientes durante 1 semana. Luego se quitó el tapón, se vaciaron las piezas de prueba y las uniones se probaron nuevamente como en la prueba de sellado de uniones.

LOCTITE® 55 es un material sellante de tuberías; es un producto sellador de rosca de nailon recubierto que se recubre con una pasta. Está hecho de una fibra de poliamida con una pasta hecha principalmente de PDMS terminado con hidroxilo. Se conoce que el PDMS terminado con hidroxilo se oxida a aproximadamente 150 °C, y por eso siempre se ha asumido en el campo que este producto no podría sellar más allá de los 150 °C. También se esperaba que el recubrimiento y, en particular, el componente de PDMS terminado con hidroxilo del recubrimiento se "lavara" en presencia de combustibles químicos/orgánicos y de hidrocarburos tales como biodiésel y aceite de motor, pero como se puede ver en los resultados anteriores el producto sellará sin problema.

Queda claro del trabajo experimental anterior que los materiales sellantes de la presente invención proporcionan claramente ventajas inesperadas que se han formulado cuidadosamente para obtener propiedades óptimas.

La siguiente, es una lista de las propiedades sorprendentes encontradas:

La evidencia experimental confirma la resistencia al Propano-1,2-diol (por ejemplo, H² O 50/50), inhibidores de la corrosión, por ejemplo, Concentrado X100 (Sentinel™ X100 Inhibidor); Eliminador de Residuos, por ejemplo, vaselinas, por ejemplo Concentrado X400 (Eliminador de residuos Sentinel™ X400); Biodiésel; Fueloil, Aceite hidráulico (por ejemplo, Mobil-Nuto™ H 46 ISO VG 46), Etilenglicol, por ejemplo en una mezcla refrigerante con H² O, por ejemplo, g M Antifreeze, Longlife mezclado con agua en una mezcla 50/50). El trabajo experimental también muestra resistencia al vapor a temperaturas de 180 grados, 10 bar y temperaturas intermitentes de 200 grados, 16 bar.

Las palabras "comprende/que comprende" y las palabras "que tiene/que incluye" cuando se usan en la presente memoria con referencia a la presente invención se usan para especificar la presencia de las características, números enteros, etapas o componentes mencionados, pero no impiden la presencia o adición de uno o más características, números enteros, etapas, componentes o grupos de los mismos.

Se aprecia que ciertas características de la invención, las cuales, por claridad, se describen en el contexto de las realizaciones separadas, pueden también proporcionarse en combinación en una única realización. Por el contrario, varias características de la invención que se describen, para mayor brevedad, en el contexto de una única realización pueden proporcionarse también por separado o en cualquier subcombinación adecuada.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Uso de un material de sellado que comprende una fibra multifilamento o hilada recubierta con una composición de sellado de uniones no curable para sellar una unión en un sistema de tuberías en cuyo sistema un fluido comprende al menos uno de:

(a) un inhibidor de la corrosión;

(b) un eliminador de residuos;

(c) un alcohol;

(d) un hidrocarburo; o

(e) vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa);

debe pasar a través de la unión sellada, y

en el que la fibra multifilamento o hilada se construye a partir de poliamida, y,

en el que la composición de sellado de uniones comprende un aceite de silicona y un relleno seleccionado de un relleno mineral, un relleno de polímero en polvo o un material de relleno de fibra cortada.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el fluido está a una temperatura elevada que es de al menos 150°C.

3. Uso de una fibra multifilamento o hilada junto con una composición de sellado de uniones no curable en la fabricación de un material de sellado para sellar una unión en un sistema de tuberías, en cuyo sistema un fluido comprende al menos uno de:

(a) un inhibidor de la corrosión;

(b) un eliminador de residuos;

(c) un alcohol;

(d) un hidrocarburo; o,

(e) vapor a una temperatura de al menos 180 °C y una presión de al menos 10 bar (1.000 kPa);

debe pasar a través de la unión sellada, y

en el que la fibra multifilamento o hilada se construye a partir de poliamida, y,

en el que la composición de sellado de uniones comprende un aceite de silicona y un relleno seleccionado de un relleno mineral, un relleno de polímero en polvo o un material de relleno de fibra cortada.