CONDUCCIÓN DE FLUIDOS CONSTRUIDOS CON TUBOS REVESTIDOS EXTERNAMENTE CON ESPUMA DE POLIURETANO, REVESTIDOS o ENCAMISADOS CON POLIETILENO y UNION

OBTENIDA POR DICHO METODO"

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método, y a la unión obtenida por el mismo, para el revestimiento de juntas de tubos preferentemente destinadas al transporte de cualquier tipo de fluido que requiere ser conducido a través de una tubería aislada térmicamente. Tubos que se proveen ya revestidos con un aislante térmico, espuma de poliuretano, y encamisados exteriormente con un revestimiento o camisa de polietileno, salvo en los extremos, zonas en que los tubos vienen libres de cualquier tipo de revestimiento para poder permitir la unión de los mismos (Junta) .

El método propuesto permite lograr una continuidad entre los revestimientos o encamisados de polietileno en la zona en que los tubos se unen entre sí (Junta) mediante el uso de una camisa o cuerpo tubular que se fija solapadamente por medio de una soldadura por electrofusión entre los revestimientos de polietileno presentes en los extremos de los tubos adyacentes a unir. Una vez colocada esta camisa o cuerpo tubular: - cubrirá la junta de unión de dichos tubos adyacentes y tomará contacto por sus extremos con los revestimientos o encamisados de polietileno primero y segundo de los tubos .

se generará un espacio o cavidad interior perfectamente sellada, definida entre las superficies internas de la camisa y los tubos y en la cual se inyectará espuma de poliuretano, recubriendo asi el área exterior de la junta soldada.

ESTADO DE LA TÉCNICA Y VENTAJAS SOBRE EL MISMO

Existen en el estado de la técnica diversos dispositivos y métodos que utilizan electro-fusión para la unión de cañerías. La Patente estadounidense US 7.144.045 (Karl-Heinz Krah) divulga un sistema de unión de cañerías por electrofusión que incluye un miembro capaz de fundirse, como por ejemplo la cañería misma o una pieza intermedia, y un medio de calentamiento fijado a la cañería. Allí se utilizan sujetadores para fijar el aludido medio de calentamiento y se conecta el mismo a una fuente de energía externa .

En la patente US 6.680.464 (Krahe Ronald et al) se muestra un dispositivo de control de una junta de cañerías por electro fusión, donde las cañerías son preferiblemente fabricadas en material termoplástico e incluye un medio de acoplamiento de las mismas y un medio para sujetar dicho medio de acoplamiento a las cañerías, y el cual a su vez define un sello fundible por medio de electro fusión.

La patente US 6.375.226 (Dickinson Alan et al) refiere a un conector de cañerías termoplásticas multicapa que presenta una cubierta tubular hueca capaz de recibir las cañerías, medios para realizar la termofusión, medios de sujeción mecánicos, y medios de sello.

La Patente US 6.127.662 (Katz Oded) divulga un dispositivo y un método para unir una primera cañería de material plástico a una segunda cañería cuyo material no suelda bien con el material de la primera cañería, y que utiliza un mango de electrofusión de material plástico que se suelda bien con la primera cañería de material plástico e incluye una primera bobina calentadora en contacto con la primera cañería y una segunda bobina en contacto con la segunda cañería. Dicho mango incluye en un extremo un material de enlace capaz de generar una buena unión entre la segunda cañería y el material de dicho mango.

También entre elementos, aparatos y sistemas del estado de la técnica son de mencionar el aparato descripto en la Patente US 5.798.021 (Stiles Terry) ; el sistema de unión de cañerías de la Patente US 5.127.116 (Greig John); la junta de electrofusión de la Patente Norteamericana US 5.116.082 (Handa Takayuki et al), US 4.929.817 (Mito Kazunori et al) . En ninguna de las mencionadas patentes se logra solucionar el problema propuesto de revestimiento de juntas de ductos o tubos sobre los cuales se ha colocado una aislación térmica de espuma de poliuretano cubierta por un revestimiento o encamisado de polietileno. Las soluciones hasta la fecha utilizadas para resolver esta necesidad no aseguran un perfecto sellado entre el revestimiento o encamisado de Polietileno original de los tubos y el revestimiento de las juntas posibilitando la ocurrencia de filtraciones desde el medio exterior hacia el interior del revestimiento que pueden afectar el normal desempeño y duración de la tubería

En resumen, entre los métodos de recubrimiento de juntas mencionados en el estado del arte y los problemas asociados a cada una, son de citar los siguientes:

1) Inyección de espuma de poliuretano dentro de un molde provisorio de acero o de teflón, colocado en el área de la junta a revestir. El molde luego se retira y la espuma de poliuretano se cubre con una manta termo contraíble de polietileno. En estos casos el sellado obtenido con la manta termo contraíble sobre los revestimientos o encamisado de polietileno de los tubos no es lo suficientemente eficaz pudiendo producirse filtraciones de humedad desde el exterior hacia dentro de la junta afectando notablemente la calidad de la aislación térmica y su integridad con el transcurso del tiempo. 2) Inyección de espuma de poliuretano dentro de un molde provisorio de acero o de teflón, colocado en el área de la junta a revestir. El molde luego se retira y la espuma de poliuretano se cubre con una cinta poliolefinica autoadhesiva. Como en el caso anterior no puede asegurarse un perfecto sellado obteniendo por resultado consecuencias similares a las ocasionadas en el punto 1), esto es, posibles filtraciones las que en forma directa y de manera notable, afectarán la integridad del revestimiento de las j untas .

3) Colocación de dos medias cañas de espuma de poliuretano sobre el área de la junta a revestir, fijadas entre si y cubiertas luego con una manta termo contraible o una cinta de poliolefina autoadhesiva. En este caso se ve posibilitada la coexistencia de una clara triple problemática, a saber:

a- Por un lado la falta de seguridad en el perfecto sellado a partir de la utilización tanto de la manta termo contraible de polietileno como de la cinta autoadhesiva de poliolefina;

b- Por el otro se le suma la absoluta falta de adherencia entre las dos medias cañas entre si y con respecto al sustrato;

c- Finalmente las longitudes de las medias cañas deben ser adaptadas a cada junta en particular.

Generalmente tienen longitudes ligeramente diferentes, lo que da origen a un trabajo extra en el campo, con la consecuente falta de precisión requerida para un perfecto aislamiento térmico.

Es por lo tanto uno de los objetivos de la presente invención lograr las siguientes dos finalidades:

Asegurar una perfecta continuidad entre los revestimientos o encamisado de polietileno que cubren la aislación térmica de espuma de poliuretano de los tubos a unir y que originalmente ya vienen con las mismas.

- Aislar la zona de la junta generada a partir de la soldadura de los tubos impidiendo cualquier posibilidad de filtración dentro del revestimiento de espuma de poliuretano inyectado luego de la fijación de la camisa a los extremos de los tubos.

- Asegurar que todo el espacio o cavidad que rodea a la junta generada al soldar quede perfectamente definida y delimitada para poder luego proceder a inyectar espuma de poliuretano en la misma. La inyección de poliuretano implica llenar la cavidad en su totalidad sin necesidad de remover ningún molde como en el estado de la técnica, obteniendo de esta forma la aislación térmica requerida en este tipo de uniones.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN: La presente invención provee un método de revestimiento de juntas de tubos revestidos exteriormente con aislación térmica de espuma de poliuretano cubierta con un revestimiento o encamisado de polietileno y que presenta las siguientes características:

- Utilización de una camisa del mismo tipo de poliolefinas (Polietileno) y con un espesor semejante al de los propios revestimientos o encamisados originales que actúan como recubrimiento de la espuma de los tubos, de forma tal que pueda otorgársele continuidad a las mismas.

- Colocación de una camisa o cuerpo tubular, el cual presenta una longitud tal que permite solaparse con los revestimientos o encamisados de Polietileno originales de los tubos.

- Utilización de un proceso de electrofusión como sistema de unión entre los revestimientos o encamisados de polietileno preexistentes en el revestimiento térmico original de dos tubos consecutivos y la camisa o cuerpo tubular colocado en el área de la junta a revestir. Asegura ésta una perfecta soldadura dando lugar a una continuidad óptima entre ambos revestimientos o encamisados de Polietileno, impidiendo cualquier tipo de filtración desde el exterior hacia el interior de la junta revestida . - Sellado del orificio por el que se llena la junta con espuma de poliuretano por medio de un tapón de polietileno soldado por termo fusión el cual asegura un perfecto sellado impidiendo cualquier tipo de filtración .

El mencionado método traerá:

- Simplificación del método utilizado en el campo asegurando una calidad única y constante en todas las juntas revestidas. Esto resulta lograble a partir del manejo de una tecnología compleja, fiable respecto de los resultados y derivada del proceso de soldadura por electro fusión utilizando piezas de vinculación como agentes de calentamiento pudiendo ser éstas: resistencias eléctricas, mallas metálicas o mallas metálicas embebidas en polímeros de origen poliolefínico.

- Reducción de los tiempos empleados en la manufactura del revestimiento de las juntas, no siendo ya necesario colocar y luego retirar moldes provisorios para la inyección de la espuma de poliuretano.

- Obtención de óptimos valores de adherencia en las zonas de solapado entre los revestimientos o encamisados de polietileno preexistentes en los tubos y la nueva camisa ó semi camisas utilizadas para recubrir el revestimiento de espuma de poliuretano aplicado sobre la junta. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

A fin de lograr una mejor comprensión de la presente invención y un mayor entendimiento de las ventajas comentadas, se realiza a continuación la descripción detallada de algunos ejemplos preferidos de realización de la presente invención. Para ello se toman en cuenta las figuras adjuntas, en las cuales:

La figura 1 muestra un corte longitudinal de dos tubos unidos por una junta en donde una camisa o cuerpo tubular es enhebrado en uno de los mismos, por sobre su revestimiento o encamisado de polietileno original.

La figura 2 muestra un corte longitudinal de los dos tubos a unir, con la camisa o cuerpo tubular ya posicionado en la zona de la junta a revestir, y de forma solapada en cada extremo con el revestimiento o encamisado de polietileno original de cada tubo.

La figura 3 muestra el posicionamiento de un equipo para precalentar y comprimir la zona donde se habrá de efectuar la soldadura por medio de una resistencia eléctrica, malla metálica o pieza de vinculación entre la nueva camisa o cuerpo tubular de polietileno y el revestimiento o encamisado original del mismo material con el que se revisten los tubos a unir.

La figura 4 muestra el corte longitudinal de los dos tubos a unir, habiéndose ya llevado a cabo el relleno con espuma de poliuretano de la cavidad o espacio circundante de la junta soldada.

La figura 5 muestra dos medias camisas a utilizar en aquellos casos en que la junta a revestir ya tiene los tubos soldados y por lo tanto resulta imposible de efectuar el enhebrado de una camisa de una sola pieza.

En todas las figuras iguales números de referencia se corresponden con idénticos elementos de la invención.

DESCRIPCIÓN DE TALLADA DE LA INVENCIÓN

Vemos en la figura 1 los tubos 1 y 2, los que presentan un primer revestimiento 3 de espuma de poliuretano y un segundo revestimiento o encamisado de polietileno 4, ya soldados y sujetos mediante una junta 5, quedando asi una porción de tubos 1 y 2 que será cerrada y aislada mediante el método de la presente invención. Se muestra en esta figura las respectivas piezas de vinculación 6, ya instaladas sobre los extremos de los revestimientos o encamisados originales de los tubos 1 y 2, y una camisa o cuerpo tubular 7, destinado a cubrir la junta 5 y realizada en una pieza entera, ya enhebrado sobre el revestimiento o encamisado de polietileno 4 de uno de los mencionados tubos, y en forma previa a la soldadura de dos tubos consecutivos.

En la figura 2, se observa cómo la camisa o cuerpo tubular 7 es posicionada solapadamente sobre cada pieza de vinculación 6, teniendo dicha camisa 7 una perforación superior 7a, capaz de permitir la inyección de espuma de poliuretano y consecuentemente el llenado de la cavidad 8.

En la figura 3 se puede ver el posicionamiento de un equipo para precalentar y comprimir 9, la zona donde se habrá de efectuar la soldadura por medio de las piezas de vinculación 6, entre la camisa o cuerpo tubular 7 de polietileno y el revestimiento o encamisado original 4, del mismo material con la que se revisten los tubos 1 y 2 a unir .

Se observa en la figura 4, que luego de la electrofusión de la camisa 7 con los segundos revestimientos 4 de cada tubo, se ha procedido al llenado de la cavidad 8 con espuma de poliuretano, habiéndose luego colocado un tapón de polietileno 10, soldado por termo fusión en la abertura 7a de la camisa o cuerpo tubular 7.

Puede observarse entonces el logro del objetivo final de esta invención el cual se corresponde con el sellado perfecto y definitivo del área circundante de la junta de los tubos 1 y 2, dando continuidad tanto a la aislación térmica original 3 de los tubos como a la protección provistas por los revestimientos o encamisados de polietileno 4 originales de cada tubo.

Por lo tanto, en la forma preferida de realización graficada, resulta necesaria la utilización de:

a) Una camisa 7 de polietileno la cual presenta en el centro considerado en forma radial una perforación 7a que permite la inyección de la espuma de poliuretano. La longitud (preferente) de esta camisa 7 es igual a la longitud de la junta 5 a revestir más dos veces la longitud de superposición entre la misma y los revestimientos o encamisados 3 y 4, existentes en los tubos 1 y 2. Su diámetro interior es ligeramente superior al diámetro exterior de los revestimientos o encamisados originales 3 y 4 preexistentes sobre los tubos 1 y 2 a fin de permitir el enhebrado sobre los tubos originales, siendo su espesor semejante al de las mismas.

Surgen de acuerdo al momento en que el método de la presente invención deba ser llevado a cabo, dos modalidades de colocación y estructura de la camisa 7. A saber:

1) Que la misma se conforme por una única pieza tubular con la forma y dimensiones en función de los tubos a unir. Se utiliza esta pieza en el proceso de conformado de una tubería nueva cuando dos tubos consecutivos aún no han sido sometidos al proceso de soldadura, permitiendo que esta camisa 7 sea enhebrada por sobre uno de ellos para su posterior empleo, tal como se ha ilustrado en las figuras 1 a 4.

) Que esté formada por dos medias camisas lia y 11b, tal como se puede ver en la figura 5. Estas deben ser unidas en forma longitudinal por medio de soldaduras por electrofusión para el conformado dimensional definitivo. Se utilizan cuando los tubos ya se encuentran soldados y no es posible efectuar el enhebrado de una camisa 7 por sobre uno de ellos, tal como ocurre en el conformado de una nueva tubería.

b) Un tapón de polietileno 10 el cual, luego de la inyección de la espuma de poliuretano en el espacio 8 de la junta, se soldará por termo fusión sellando perfectamente la perforación 7a existente en la camisa 7 y descrita en el punto anterior "a".

c) Dos piezas de vinculación 6, que se emplearán para efectuar la soldadura por electro fusión entre la camisa 7 correspondiente a la junta 5 y los revestimientos o encamisados originales de polietileno 4 de los tubos 1 y 2. Estas piezas de vinculación 6 consisten en una resistencia eléctrica o una malla calefactora pudiendo ésta estar o no embebida en material poliolefínico (polietileno) con sus respectivos terminales incorporados para conectarla al equipo de suministro de energía durante el proceso de soldadura. Tienen una longitud suficiente para cubrir en su totalidad el perímetro exterior de los revestimientos o encamisados de polietileno de los tubos.

d) Cintas de polietileno stretch que se utilizarán para la fijación temporaria de las piezas de vinculación 6 sobre los revestimientos o encamisado de polietileno preexistentes 4 propias del recubrimiento original en las zonas de superposición con la nueva camisa de la junta.

II) Las herramientas necesarias para la colocación y soldadura por electro fusión de las camisas 7 ú lia y 11b:

• Sistema para la soldadura por electrofusión longitudinal cuando el conformado de la camisa resulte de la unión de dos medias camisas (lia y 11b) .

• Sistema de calefacción y compresión simultánea 9, que se utilizará para elevar la temperatura y aplicar la presión de consolidación a la nueva camisa en el área de superposición con las camisas existentes en el revestimiento de los tubos durante el proceso de soldado por electro fusión .

• Equipo generador de energía que se conectará a los elementos calefactores (resistencias, mallas metálicas o mallas embebidas en polímero) de las piezas de vinculación durante el proceso de soldadura por electrofusión .

• Equipo de termo fusión empleado para calefaccionar el tapón y la superficie del orificio de la camisa de polietileno utilizado para la inyección de poliuretano al momento de sellar el mismo.

Descripción detallada del método propuesto:

En el procedimiento de conformado de tuberías y previamente a la soldadura de dos tubos 1 y 2 consecutivos, se enhebra sobre uno de ellos una camisa de polietileno 7. Esta operación resulta factible dado que el diámetro interior de la camisa 7 es ligeramente superior al diámetro exterior de los revestimientos o encamisados 4 preexistentes en los tubos. A su vez se desplaza en una longitud considerada suficiente y necesaria como para no verse afectada y comprometer a su vez el proceso de soldadura de los tubos (Figura 1) . Cuando los tubos ya se encuentran soldados y resulta imposible efectuar la operación de enhebrado de la nueva camisa por sobre la de una de ellos para su posterior empleo, la metodología es a partir de dos medias camisas lia y 11b, que se unirán en forma longitudinal por medio de dos soldaduras también longitudinales, tal como se muestra en las figura 5. Esta camisa conformada por dos medias camisas lia y 11b resultará en un todo semejante a la descrita en el punto anterior. Los siguientes pasos, y tal como se explicitan, resultarán comunes para ambos procedimientos especificados .

Una vez efectuada la soldadura de dos tubos consecutivos se procede, si es necesario, al revestimiento anticorrosivo externo de la junta 5, por cualquiera de los procedimientos empleados normalmente en este tipo de procesos, por ejemplo, revestimientos epoxi o con mantas termo contraibles. Una vez finalizado el revestimiento anticorrosivo se limpia perfectamente la zona de superposición entre la camisa 7, o medias camisas lia y 11b, y los revestimientos o encamisados preexistentes de los tubos. Se colocan las piezas de vinculación 6 en las zonas de superposición envolviéndolas sobre los revestimientos o encamisados de polietileno preexistentes 4 y asegurándolas por medio de cintas de polietileno stretch (figura 1) . Se desplaza la camisa de polietileno 7 hasta la posición correcta, ubicando la perforación para la inyección del poliuretano sobre la parte superior (figura 2) .

Se coloca el sistema de calefacción y compresión 9. Se comienza un precalentamiento de la zona preestablecida para calefaccionar hasta una temperatura tal que permita el ablandamiento de la zona de la camisa 7 a soldar permitiendo en definitiva un perfecto contacto con la pieza de vinculación 6. Se procede luego a la energización de las piezas de vinculación 6 mientras se mantiene la presión de consolidación produciendo la soldadura final.

Se retiran los equipos de calefacción y compresión 9 y se procede a la inyección de la espuma de poliuretano a través del orificio 7a preestablecido y orientado para tal fin en la parte superior de la camisa 7.

Finalizado el proceso de inyección y una vez que la espuma se ha endurecido se procede a limpiar la superficie del orificio 7a y se suelda por termo fusión el tapón correspondiente 10.