Método para la unión de tuberías multicapa.

Un método para la unión de una tubería multicapa (37) a un acoplamiento (35),

comprendiendo al método lasetapas de:

proporcionar una tubería multicapa (37), incluyendo la tubería (37) al menos una capa exterior (1) de materialtermoplástico, una capa interior (5) de material termoplástico y una capa central (3) de metal u otro materialconductor que no tenga más de 2 mm de grosor y teniendo la tubería (37) un diámetro exterior de desde 20mm a 110 mm;

proporcionar un acoplamiento (35) que incluye una pieza unitaria de material termoplástico y que incluye unrebaje (36a, 36b; R) para la recepción de un extremo (64, 65) de la tubería (37), estando configurado elrebaje (36a, 36b; R) para permitir que el acoplamiento (35) haga contacto con la tubería (37) cuando serecibe en el rebaje (36a, 36b; R);

el encaje de un extremo (64, 65) de la tubería (37) dentro del rebaje (36a, 36b; R) del acoplamiento (35);la introducción de calor tanto en el acoplamiento (30) como o bien en la capa exterior (5) solamente o bientanto en la capa interior como exterior (5, 1) de la tubería (37) suficiente para producir la fusión local en lainterfaz entre el acoplamiento (35) y o bien la capa interior (5) solamente o bien tanto en la capa interior comola más exterior (5, 1);

en la que la etapa de introducción de calor involucra rodear el extremo (64, 65) montado de la tubería (37) ydel acoplamiento (35) con una bobina eléctricamente conductora (69) y pasar una corriente alterna a travésde la bobina eléctricamente conductora (69) suficiente para producir la inducción mutua en la capa central (3)de la tubería (37);

caracterizado por que:

la bobina eléctricamente conductora (69) se proporciona en la forma de un hilo flexible que se devanaalrededor de una abrazadera cilíndrica (61, 62; 71, 72), teniendo la abrazadera cilíndrica (61, 62; 71, 72) undiámetro interior dimensionado para recibir y acoplar el diámetro exterior de la tubería (37) y el diámetroexterior del acoplamiento (35).

Método para la unión de tuberías multicapa.

La presente invención se refiere a la unión de tuberías multicapa.

Es bien conocido el uso de tuberías multicapa coaxiales. Tales tuberías se usan comúnmente para utilizar simultáneamente las propiedades deseables de dos o más materiales en una aplicación dada. Por ejemplo, para conducir un producto químico corrosivo, un material de construcción de tuberías que vaya estar en contacto con el producto químico necesitará ser resistente a ese producto químico, sin embargo, el material químicamente resistente puede no tener suficiente resistencia mecánica para contener la presión de los fluidos necesaria para la conducción del producto químico a lo largo de la tubería. Este problema se acomete mediante la introducción de una segunda capa de material de construcción de tuberías separada del producto químico por la primera capa químicamente resistente. La segunda capa no necesita ser resistente al producto químico sino que se selecciona para tener las propiedades mecánicas necesarias para contener el producto químico cuando se conduce a través de la línea de tuberías. En el ejemplo precedente, la primera capa (o interior, químicamente resistente) puede ser un polímero y la segunda capa (o exterior, de refuerzo mecánico) , un metal, aunque son posibles también otras combinaciones de materiales.

Frecuentemente, debido a la diferente naturaleza química de las capas adyacentes en una tubería multicapa, las capas de tubería no se pueden adherir entre sí, en una situación así, se introduce una tercera capa o capa de unión entre la primera y segunda capas, la capa de unión tiene propiedades químicas que le permiten su adhesión directamente con cada una de las capas adyacentes.

Se entenderá que se pueden incluir múltiples capas adicionales intercaladas con capas de unión adicionales en una tubería multicapa como la descrita previamente.

Se apreciará que, particularmente en entornos hostiles, existe un potencial elevado para la exfoliación de las tuberías multicapa.

Convencionalmente, las tuberías multicapa del tipo descrito anteriormente se conectan por medio de accesorios mecánicos. Estos accesorios mecánicos se configuran típicamente para retener las capas de la tubería en compresión entre sí y para impedir la exfoliación de la tubería. Tales accesorios pueden comprender un anillo de "encaje por presión" para recibir la tubería o un mecanismo de corrugado para el corrugado de los extremos de las tuberías.

Es conocida la conexión de tuberías plásticas de capa única usando acoplamientos de fusión térmica. Estos últimos incluyen una longitud de metal bobinado que se fija en el acoplamiento durante la fabricación. Se dispone entonces el acoplamiento alrededor de una tubería y se pasa una corriente eléctrica a través de la bobina metálica. El calor producido por la corriente eléctrica produce el derretido local y la fusión del acoplamiento en la superficie exterior de la tubería. La corriente eléctrica se pueda hacer pasar directamente a través de la bobina (esto se conoce como electrofusión) o se puede inducir dentro la bobina por medio de una segunda bobina situada alrededor de la primera, llevando la segunda bobina una corriente eléctrica alterna (esto es conocido como fusión mediante calentamiento por inducción) . Se apreciará que las configuraciones de bobina pueden ser más adecuadas para un calentamiento por fusión o por inducción que otras.

Se ha considerado el uso de técnicas de acoplamiento por fusión térmica convencionales en tuberías multicapa pero esto no es ventajoso dado que estas técnicas sirven solamente para unir acoplamientos a la capa exterior de las tuberías multicapa sin proporcionar medios para impedir la exfoliación de las tuberías. Adicionalmente, estos acoplamientos requieren una construcción relativamente compleja, en etapas múltiples haciéndoles lentos y caros de fabricar.

El acoplamiento por electrofusión se ha usado en relación a tuberías multicapa con plástico dominante. Estas últimas comprenden típicamente una gruesa capa interior de material plástico cubierta por una delgada lámina de metal que a su vez se recubre con una delgada capa exterior de material plástico. La delgadez de la capa exterior y la inclusión de la capa metálica hacen difícil el conseguir una buena fusión entre la tubería y el acoplamiento. El problema se acomete mediante la eliminación de la capa exterior plástica y la lámina de metal y fijando el acoplamiento directamente a la tubería plástica interior, gruesa. Aunque tal disposición protege parcialmente el extremo de la tubería de la exfoliación por medio de impedir la exposición al contenido de la tubería, sólo es adecuado para tuberías compuestas con plástico dominante en las que la capa de metal está próxima a la superficie exterior de la tubería. Adicionalmente, la disposición no protege contra la exposición al ambiente externo que puede ser tan perjudicial para la tubería sin protección como el contenido de la tubería.

El documento JP05196187 de Sekisui Chem Co Ltd. describe un método genérico para la unión de tuberías metálicas compuestas, predominantemente metálicas recubiertas con una capa de resina sintética. El método induce calor dentro de la capa exotérmica por medio de un devanado bobinado alrededor de los extremos de la tubería y del acoplamiento a ser unido.

El documento WO 80/02124 describe una abrazadera para la inducción de una corriente en un material electromagnético que se sitúa entre tuberías termoplásticas o entre una tubería termoplástica y un acoplamiento de tuberías. El material electromagnético introducido produce la fusión local del material termoplástico que lo rodea fomentando su fusión.

La presente invención se dirige a proporcionar métodos alternativos, más efectivos en coste para la unión de tuberías multicapa y para reducir la incidencia de la exfoliación en tuberías después del acoplamiento.

De acuerdo con la presente invención se proporciona un método para la unión de una tubería multicapa a un acoplamiento, incluyendo la tubería multicapa al menos una capa exterior y una interior de material termoplástico y una capa central de metal u otro material conductor que no sea más gruesa de 2 mm y teniendo la tubería un diámetro exterior de desde 20 mm a 110 mm, comprendiendo el acoplamiento una pieza unitaria de material termoplástico y comprendiendo el acoplamiento un material termoplástico, comprendiendo el método; proporcionar un acoplamiento que incluye un rebaje para la recepción de un extremo que la tubería multicapa, estando configurado el rebaje, para permitir que el acoplamiento haga contacto con las capas interior y más exterior de una tubería multicapa recibida dentro del rebaje; el encaje de un extremo de la tubería multicapa dentro del rebaje del acoplamiento; la introducción de calor tanto en el acoplamiento como o bien en la capa exterior solamente o bien tanto en la capa interior como exterior de la tubería multicapa, suficiente para producir la fusión local en la interfaz entre el acoplamiento y o bien la capa interior solamente o bien tanto en la capa interior como más exterior, caracterizada por que la etapa de introducción de calor involucra rodear el extremo de la tubería montada y el acoplamiento con una bobina eléctricamente conductora y pasar una corriente alterna a través de la bobina eléctricamente conductora suficiente para producir la inducción mutua en la capa central de la tubería multicapa en la que la bobina eléctricamente conductora se proporciona en la forma de un hilo flexible que se devana alrededor de una abrazadera cilíndrica, teniendo la abrazadera cilíndrica un diámetro interior dimensionado para recibir el diámetro exterior de la tubería y el diámetro exterior del accesorio, siendo acoplada la abrazadera alrededor del diámetro exterior de la tubería y del diámetro exterior del accesorio.

Se apreciará que, mediante el uso de un acoplamiento con interfaces con tanto la capa interior como las más exteriores de la tubería, los extremos de todas las capas de la tubería se pueden sellar dentro de la unión acoplamiento-tubería. Se reconoce no obstante que para ciertos tamaños y secciones de tubería puede ser posible soldar/fusionar solamente la capa de tubería interior. Esto se considera aceptable dado que el acoplamiento aún proporciona protección del extremo de la tubería frente a la exposición tanto al contenido de las tuberías como al... [Seguir leyendo]

1. Un método para la unión de una tubería multicapa (37) a un acoplamiento (35) , comprendiendo al método las etapas de:

proporcionar una tubería multicapa (37) , incluyendo la tubería (37) al menos una capa exterior (1) de material termoplástico, una capa interior (5) de material termoplástico y una capa central (3) de metal u otro material conductor que no tenga más de 2 mm de grosor y teniendo la tubería (37) un diámetro exterior de desde 20 mm a 110 mm; proporcionar un acoplamiento (35) que incluye una pieza unitaria de material termoplástico y que incluye un rebaje (36a, 36b; R) para la recepción de un extremo (64, 65) de la tubería (37) , estando configurado el rebaje (36a, 36b; R) para permitir que el acoplamiento (35) haga contacto con la tubería (37) cuando se recibe en el rebaje (36a, 36b; R) ; el encaje de un extremo (64, 65) de la tubería (37) dentro del rebaje (36a, 36b; R) del acoplamiento (35) ; la introducción de calor tanto en el acoplamiento (30) como o bien en la capa exterior (5) solamente o bien tanto en la capa interior como exterior (5, 1) de la tubería (37) suficiente para producir la fusión local en la interfaz entre el acoplamiento (35) y o bien la capa interior (5) solamente o bien tanto en la capa interior como la más exterior (5, 1) ; en la que la etapa de introducción de calor involucra rodear el extremo (64, 65) montado de la tubería (37) y del acoplamiento (35) con una bobina eléctricamente conductora (69) y pasar una corriente alterna a través de la bobina eléctricamente conductora (69) suficiente para producir la inducción mutua en la capa central (3) de la tubería (37) ; caracterizado por que: la bobina eléctricamente conductora (69) se proporciona en la forma de un hilo flexible que se devana alrededor de una abrazadera cilíndrica (61, 62; 71, 72) , teniendo la abrazadera cilíndrica (61, 62; 71, 72) un diámetro interior dimensionado para recibir y acoplar el diámetro exterior de la tubería (37) y el diámetro exterior del acoplamiento (35) .

2. Un método como se reivindica la reivindicación 1, caracterizado por que la capa central (3) es menor de 2 mm de gruesa.

3. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que la capa interior (5) y/o la capa exterior (1) comprende un material seleccionado de entre polietileno de elevado rendimiento de temperatura (“PE-RT”) , copolímeros de etileno/octano, MDPE, HDPE o PP.

4. Un método como se reivindica la reivindicación 3, caracterizado por que el acoplamiento (35) comprende un material seleccionado de entre polietileno de elevado rendimiento de temperatura (“PE-RT”) , copolímeros de etileno/octano, MDPE, HDPE o PP.

5. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que la capa exterior (1) tiene un grosor en el intervalo de 0, 4 mm a 5, 0 mm.

6. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que la capa interior (5) tiene un grosor de desde 0, 4 mm a 5, 0 mm.

7. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que el rebaje (36a, 36b; R) del acoplamiento (35) es un rebaje anular definido por una pared exterior y una pared interior, y la pared interior tiene un grosor de desde 2, 0 mm a 9, 0 mm.

8. Un método como se reivindica la reivindicación 7, caracterizado por que la pared exterior tiene un grosor de desde 2, 0 mm a 9, 0 mm.

9. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que la tubería (27) incluye una o más capas de unión (2, 4) .

10. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que la capa central (3) de la tubería (37) incluye aluminio o un material ferromagnético, tal como acero inoxidable magnético.

11. Un método como se reivindica en la reivindicación 10, caracterizado por que, durante la etapa de calentamiento, la temperatura de la interfaz de aluminio se mantiene entre aproximadamente 200ºC y 260ºC.

12. Un método como se reivindica en la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que la corriente eléctrica se suministra durante un periodo de desde 10 s a 300 s.

13. Un método como se reivindica en las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que la frecuencia de funcionamiento de la bobina eléctricamente conductora (69) está entre aproximadamente 40 kHz y 60 kHz.

14. Un método como se reivindica en las reivindicaciones10 a 13, caracterizado por que la electricidad suministrada a una unidad de alimentación de inducción principal (804) está a una tensión nominal que varía desde 110 V a 240 V

15. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que se proporcionan una o más guías (60) en o sobre la superficie exterior de la abrazadera (61, 62) y el cable flexible de la bobina eléctricamente conductora (69) se recibe y se mantiene en su sitio en las una o más guías (60) en una configuración apropiada.

16. Un método como se reivindica en la reivindicación 15, caracterizado por que las una o más guías (60) se proporcionan en la forma de una ranura helicoidal mecanizada en la superficie exterior de la abrazadera (61, 62) en una profundidad apropiada y con un paso apropiado para recibir el cable flexible de la bobina eléctricamente conductora (69) .

17. Un método como se reivindica en la reivindicación 16, caracterizado por que se proporciona adicionalmente un dispositivo de contención para mantener el cable flexible bobinado (69) en su configuración bobinada.

18. Un método como se reivindica en la reivindicación 17, caracterizado por que el dispositivo de contención es una segunda abrazadera cilíndrica que tiene un diámetro interior configurado para recibir el diámetro exterior de la abrazadera cilíndrica (61, 62) ranurada helicoidalmente.

19. Un método como se reivindica en las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que la bobina eléctricamente conductora (69) se proporciona en la forma de dos partes de bobina (76a, 76b) formadas de modo integral en dos partes principales de la abrazadera (71, 72) , teniendo la abrazadera (71, 72) un diámetro interior dimensionado para recibir el diámetro exterior de la tubería (37) y el diámetro exterior del acoplamiento (35) , estando acoplado alrededor del diámetro exterior de la tubería (37) y del diámetro exterior del acoplamiento (35) y estando de modo que, cuando las dos partes emparejadas de la abrazadera (71, 72) se ponen juntas, las dos partes de la bobina (76a, 76b) se interconectan para producir una única bobina de inducción.

20. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que el acoplamiento

(35) comprende una pieza moldeada de material termoplástico que tiene al menos un extremo abierto que está provisto con el rebaje (36a, 36b; R) .