MATERIAL DE SELLADO Y PROCESO PARA SELLAR CONEXIONES DE TUBERIAS, PROCESO DE FABRICACION Y DISTRIBUIDOR PARA EL MATERIAL DE SELLADO.

Material de sellado para juntas de tubería, caracterizado porque consiste en un monofilamento de politetrafluoroetileno con una sección transversal rectangular,

teniendo dicho monofilamento de PTFE un espesor menor de 2 mm y una anchura menor de 3 mm

Material de sellado y proceso para sellar conexiones de tuberías, proceso de fabricación y distribuidor para el material de sellado.

La presente invención se refiere al sellado de juntas de tuberías destinadas a transportar fluidos y, más específicamente, a un material para sellar juntas durante la formación de dichas juntas, y al método de fabricación del mismo.

Se sabe bien que, cuando dos secciones de tuberías están conectadas juntas mediante rosca, se aplica un sellante en la zona de enroscado mutuo para asegurar un sello que evite las fugas del fluido que fluye dentro de la tubería.

Muy a menudo este fluido está a una presión mayor que la existente fuera de la tubería, de manera que si no hay un sellado apropiado, ocurren fugas externas inaceptables, dando como resultado problemas e inconvenientes que se conocen bien y que no requieren comentarios específicos y detallados: es suficiente considerar las tuberías usadas para transportar y distribuir líquidos inflamables o gases para apreciar fácilmente cómo de importantes y delicados son estos sellos.

Para formar estos sellos, antiguamente se usaban filamentos de material vegetal (rafia o estopa), enrollándose dicho material alrededor de la rosca de la sección de menor diámetro, con la aplicación de pintura o una pasta sobre el filamento enrollado. El sello resultante, sin embargo, no proporcionaba resultados óptimos, en particular debido a que con el tiempo el secado de la pintura daba como resultado el deterioro del sello hermético y, por lo tanto, la necesidad de mantenimiento y reparación frecuente.

Más recientemente, este sistema se ha sustituido por la aplicación de una cinta de material plástico, en particular politetrafluoroetileno (PTFE).

Con respecto al problema del sellado, debe recordarse que cuando dos secciones roscadas de tubería se roscan juntas -estando situada la rosca en la superficie terminal externa de la sección de menor diámetro y en la superficie terminal interna de la sección de mayor diámetro- las crestas o salientes de las roscas respectivas se asientan dentro de los huecos de la rosca opuesta, aunque entre estas dos partes dispuestas de forma opuesta sigue habiendo un espacio -aunque pequeño- a través del cual puede ocurrir la fuga de fluido de la zona de mayor presión a la zona de menor presión. El material de sellado tiene precisamente la función de llenar este espacio y mantenerlo lleno y cerrado herméticamente con el paso del tiempo.

En conexión con esto debe recordarse que, durante la formación de una junta, después de la aplicación del material de sellado sobre una o ambas partes roscadas, preferiblemente sobre la parte terminal roscada de la sección de menor diámetro que tiene la rosca sobre su superficie externa, las dos secciones se enroscan juntas y esta acción asegura la colocación final del material de sellado en los espacios que se dejan libres entre las crestas o salientes de una rosca y los huecos de la otra rosca. Sin embargo, la etapa de roscado no puede controlarse tal como para asegurar la colocación perfecta deseada del material de sellado en los asientos que aseguran el sello.

Además, la función de sellado debe asegurarse incluso cuando las juntas trabajan en un entorno desfavorable, tal como por ejemplo cuando la tubería se entierra de manera que está sometida a la acción de la humedad y cualquier sustancia presente en el suelo. Además de esta condición, también es necesario mencionar el efecto igualmente desfavorable de las fluctuaciones de temperatura a las que la junta se expone durante las diversas estaciones, fluctuaciones que pueden dar como resultado la expansión y/o contracción del material que forma las secciones de tubería que se unen juntas: estos fenómenos de expansión y contracción obviamente pueden tener un efecto sobre el sello.

Otro problema puede consistir en la temperatura del fluido que se transporta dentro de la tubería unida, fluido que puede ser, por ejemplo, vapor a alta temperatura y alta presión.

Considerando de nuevo el ejemplo de los dos casos mencionados anteriormente de materiales de sellado de acuerdo con la técnica conocida, el material de sellado no sólo llena al menos parcialmente los huecos entre las vueltas de la rosca, sino (especialmente después de la acción de roscado) puede cubrir parcialmente las crestas o salientes de las roscas en detrimento, por lo tanto, de un sello perfecto.

El documento WO 02/29290 describe un sello de corrosión para conexiones roscadas mientras que el documento US 2004/70154 describe un método para sellar juntas de tubería roscadas.

Se ha descubierto ahora -descubriendo que forma el asunto principal de la presente invención- que los problemas e inconvenientes encontrados hasta ahora en los materiales de sellado conocidos y en los sellos resultantes se resuelven totalmente, usando como un material de sellado un monofilamento de politetrafluoroetileno con una sección transversal cuadrada, preferiblemente rectangular.

En la realización preferida de la invención, el material mencionado anteriormente se combina, tras la aplicación de la rosca de la sección de tubería a unir con otra sección roscada de forma similar que puede conectarse a la primera sección, con un lubricante que es preferiblemente una composición detergente normal -preferiblemente biodegradable- que se aplica en forma de unas pocas gotas sobre el monofilamento de PTFE enrollado y después se dispersa por toda la extensión de la hebra enrollada de PTFE.

Si el roscado de la segunda sección de tubo se realiza entonces con el grado normal de hermeticidad, se obtiene un sello excelente.

Aún en relación con la realización preferida, el monofilamento de PTFE se enrolla a lo largo de la unión en la dirección de la rosca sin ningún método de enrollado particular, extendiéndose el enrollado en la dirección axial sobre una longitud mínima de 8-10 mm, que se elige dependiendo de diferentes parámetros, tales como el diámetro de la tubería, el tamaño de la rosca y la calidad del material que forma la tubería.

Sin imponer ninguna limitación excesiva sobre la presente invención, parece plausible que el excelente sello obtenido con el monofilamento de acuerdo con la presente invención se obtiene debido al diferente comportamiento del monofilamento comparado con los materiales de sellado convencionales.

Se hizo referencia previamente a la función que el material de sellado debe realizar respecto a las dos roscas que interactúan durante la formación de una junta. Debe recordarse también que las roscas de las conexiones entre secciones de tubería nunca son perfectas y, en particular, que los espacios que permanecen entre la cresta de una rosca y el fondo del hueco en la rosca opuesta dentro de la cual se asienta la rosca, varían.

En el caso de materiales de sellado convencionales, en particular estopa, el material de tipo filamento debe enrollarse alrededor de la rosca en una cantidad suficiente para llenar el máximo espesor residual entre el saliente de una rosca y el fondo o hueco opuesto del interior de la rosca en la que se asienta esta cresta.

Para asegurar el sello, especialmente cuando se pretende que la junta funcione en presencia de fluidos a presión y/o a temperaturas muy diferentes de la temperatura ambiente, en el caso de rafia o estopa, debe añadirse una cantidad sustancial de pintura o pasta. Sin embargo, en el caso de una cinta de plástico, la acción de roscado provoca el corte de la cinta a lo largo del saliente o cresta de la rosca y la acumulación de cinta en el espacio residual entre la cresta y el hueco con el que está enfrentada: la cinta, sin embargo, recubre también los lados de las roscas de manera que no se obtiene una junta perfecta entre las roscas en las zonas que son críticas para el efecto de sellado.

En el caso del monofilamento de PTFE de acuerdo con la presente invención, el monofilamento se asienta en el hueco de las roscas sucesivas y, cuando se está roscando la otra sección de tubería con la rosca opuesta, el monofilamento, debido a su ductilidad y compresibilidad, se somete a alargamiento y más generalmente se moldea, creando una clase de filamento de PTFE que se asienta y llena los espacios que quedan libres durante el roscado.

La pequeña cantidad de aditivo que consiste en detergente líquido tiene la única función de ayudar a roscar la segunda sección de tubería sobre la rosca de la primera sección con el monofilamento de PTFE enrollado.

La presente invención se refiere también...

1. Material de sellado para juntas de tubería, caracterizado porque consiste en un monofilamento de politetrafluoroetileno con una sección transversal rectangular, teniendo dicho monofilamento de PTFE un espesor menor de 2 mm y una anchura menor de 3 mm.

2. Material de sellado para juntas de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho monofilamento de PTFE tiene una densidad entre 0,7 y 1,1 g/cm³.

3. Método para formar juntas selladas herméticamente entre tuberías, del tipo donde las dos tuberías a unir juntas tienen diámetros que son ligeramente diferentes entre sí, de manera que la tubería de menor diámetro que tiene una rosca sobre la superficie externa del extremo a unir puede roscarse en la parte terminal de la tubería de mayor diámetro con una rosca del paso de rosca correspondiente sobre su superficie interna, caracterizado por las siguientes operaciones:

(1) enrollar, a lo largo de un número predefinido de vueltas, un monofilamento de politetrafluoroetileno con una sección transversal rectangular de acuerdo con la reivindicación 1 sobre dicha parte terminal roscada de la tubería de menor diámetro;

(2) aplicar sobre dicho material enrollado unas pocas gotas de lubricante y dispersar las gotas sobre la superficie externa del monofilamento de PTFE enrollado; y

(3) roscar el extremo roscado internamente de la tubería de mayor diámetro sobre dicho extremo roscado externamente de dicha tubería de menor diámetro con dicho material enrollado hasta que se consigue un buen grado de hermeticidad entre las tuberías.

4. Método para formar juntas selladas herméticamente entre tuberías de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicho lubricante es una composición líquida detergente.

5. Método para formar juntas selladas herméticamente entre tuberías de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dicha composición líquida detergente es biodegradable.

6. Método para formar juntas selladas herméticamente entre tuberías de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicho lubricante se añade en cantidades tales que, después de la dispersión, el monofilamento de PTFE enrollado está ligeramente húmedo.

7. Método para fabricar el monofilamento de PTFE útil como material de sellado de acuerdo con cada una de las reivindicaciones anteriores, que prevé las etapas de:

(a) preparar una mezcla de extrusión que comprende PTFE puro en forma de un polvo fino y un agente o aditivo para la extrusión de PTFE, que se conoce bien per se en la técnica de la extrusión de monofilamento;

(b) preparar una preforma mediante compresión mecánica de dicha mezcla;

(c) extruir monofilamentos individuales, preferiblemente mediante una extrusora de múltiples boquillas de extrusión, obteniendo monofilamentos individuales con un diámetro entre 0,3 y 1,9 mm y con una densidad de 1,5 g/cm³ que es característica del PTFE no sinterizado;

(d) calentar los monofilamentos a una temperatura adecuada para la extracción del aditivo de extrusión;

(e) estirar el monofilamento resultante a una temperatura entre 260 y 315ºC tal como para reducir su densidad a un valor entre 0,2 y 1 g/cm³;

(f) calandrar el monofilamento tal como para conferir una forma rectangular a la sección transversal; y

(g) enrollarlo sobre un carrete de longitud y diámetro predeterminados.

8. Método para fabricar el monofilamento de PTFE de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichos monofilamentos obtenidos en la etapa (b) tienen un diámetro de no menos de 1,2 mm.

9. Método para fabricar el monofilamento de PTFE de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho calentamiento en la etapa (c) se realiza a una temperatura del orden de 200ºC.

10. Método para fabricar el monofilamento de PTFE de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicha etapa (f) confiere a la sección transversal del monofilamento una forma rectangular, con un espesor menor de 2 mm y una anchura menor de 3 mm.

11. Método para fabricar el monofilamento de PTFE de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichas etapas (f) y (g) se realizan simultáneamente y el monofilamento resultante de la etapa de calandrado tiene una densidad entre 0,7 y 1,1 g/cm³.