Junta aislante, sistema y procedimiento de fabricación.

Sistema aislante que proporciona una interfaz entre unas piezas de brida unidas (16),

presentando cada una deellas una cara interior y una cara exterior (24), en una línea de flujo que funciona para el paso de un fluido a travésde la misma, que comprende:

una junta metálica plana (10) que presenta una abertura (44) realizada en la misma para permitir el paso defluido a través de la misma, presentando dicha junta metálica plana (10) unas superficies laterales opuestas,presentando cada una de ellas una capa de material dieléctrico (42) sobre la misma, presentando cada una dedichas superficies laterales opuestas una ranura interior (46) y una ranura exterior (48), extendiéndose cada unade dichas ranuras interior y exterior (46, 48) completamente alrededor de dicha abertura (44) en cada una de lassuperficies laterales, un elemento de sellado primario (50) dispuesto en dicha ranura interior (46) en cadasuperficie lateral opuesta, un elemento de sellado metálico anular secundario (52) dispuesto en dicha ranuraexterior (48) en cada superficie lateral opuesta, y un limitador de compresión (54) dispuesto en dicha ranuraexterior (48) en cada superficie lateral opuesta, correspondiendo la altura de dicho limitador de compresión (54)sustancialmente a la profundidad de dicha ranura exterior (48), no siendo dicha junta de sellado metálica anular(52) sobrecomprimida cuando se reduce dicha capa de material dieléctrico (42);

por lo menos un manguito aislante (22) que puede ser recibido en un taladro alineado (20) formado en cada unade dichas piezas de brida unidas (16), presentando dicho manguito (22) una longitud que es sustancialmenteigual a una distancia entre dichas caras exteriores (24) de dichas piezas de brida unidas (16) con dicha junta (10)interpuesta entre las mismas;

por lo menos un elemento de fijación metálico alargado (28) que presenta unos extremos opuestos, pudiendo serrecibido dicho elemento de fijación (18) en dicho manguito aislante (22) para conectar dichas piezas de bridaunidas (16) entre sí con dicha junta metálica plana (10) interpuesta entre las mismas; y

por lo menos una arandela aislante (26) que puede ser recibida en por lo menos un elemento de fijación metálicoalargado (18) que viene a tope con por lo menos una de dichas caras exteriores de pieza de brida (24).

Junta aislante, sistema y procedimiento de fabricación.

Campo La presente invención se refiere de un modo general a una junta aislante que es apta para interponerse y comprimirse entre las piezas unidas de tubería en una línea de flujo, que se utiliza para que el fluido fluya a través de la misma sin fugas. Más particularmente, la presente invención se refiere a una junta aislante eléctrica que forma parte de un sistema de sellado que resulta particularmente útil a alta presión, alta temperatura y/o en entornos muy corrosivos. El dispositivo de sellado de la presente memoria es apto específicamente para proporcionar una resistencia al fuego mejorada y un aislamiento eléctrico entre las secciones de tubería unidas.

Antecedentes Resultan muy conocidos los sistemas de sellado que utilizan dispositivos de junta y se han empleado en diversas aplicaciones para evitar fugas del fluido entre las piezas unidas. Por ejemplo, se interpone y se comprime un dispositivo de sellado entre las conexiones extremas con brida de una línea de flujo. En algunos casos, se debe instalar un equipo de control de proceso en línea en diversos puntos de una línea de flujo y se puede unir a las conexiones extremas con brida de una línea de flujo. Los equipos de control de procesos en línea pueden comprender elementos tales como válvulas, bombas, caudalímetros, reguladores de la temperatura, manocontroladores y similares. Además, los extremos de las secciones de las tuberías presentan bridas de tal modo que las secciones se pueden conectar, de extremo a extremo, para formar la línea de flujo. Se conoce la disposición de dispositivos de junta en las interfaces de las secciones unidas para evitar fugas del fluido en la conexión.

Independientemente de la naturaleza de la conexión, es decir, tanto si se encuentra entre las secciones unidas de la tubería como si la junta se utiliza para conectar equipos de control de proceso en línea, se pretende seleccionar un dispositivo de junta y un sistema de sellado basándose en diversos factores relacionados con una conexión particular y los medios de particulares que se transportan a través de la conexión. Dichos factores comprenden la naturaleza corrosiva de los medios que circulan a través de la tubería, así como las características físicas de dichos medios que circulan. Dichas características físicas comprenden la presión, la temperatura y la velocidad de los medios. Además, en muchos casos es necesario asimismo no únicamente proporcionar un sellado fiable de la conexión, sino asimismo aislar eléctricamente los lados de la conexión entre sí. Por ejemplo, un procedimiento muy conocido de la resistencia a la corrosión para tuberías es la protección catódica. Dicho procedimiento de protección contra la corrosión requiere conexiones de sellado que proporcionen un aislamiento eléctrico. Otro ejemplo comprende cuando dos lados de la conexión son de metales distintos. En este caso la diferencia de potencial eléctrico entre los dos metales puede crear una célula de corrosión electrolítica si no se aíslan eléctricamente los dos lados. Por último, se pretende asimismo que una conexión de sellado proporcione un sellado efectivo en caso de incendio. Los incendios constituyen una amenaza muy grave para la seguridad de los trabajadores de los conductos y resultan aún más peligrosos si los elementos de sellado entre las conexiones no pueden contener los medios durante un incendio.

Por lo tanto, los sistemas de sellado de líneas de flujo se enfrentan a numerosos retos. Por ejemplo, muchos materiales que resisten gases corrosivos no son aptos para aplicaciones a alta presión ya que los materiales se deforman. Los materiales que son menos propensos a la deformación, tales como una junta de sellado metálica enrollada en espiral lleno de grafito, conducen la electricidad. Muchos materiales que se utilizan para realizar sistemas de sellado se pueden fundir a temperaturas elevadas, tales como las que se producen en un incendio, de tal modo que se deteriora la junta de sellado entre las bridas. Esta es una situación muy peligrosa, ya que el deterioro del sistema de sellado permite que los medios, como un producto de petróleo o de gas, se escapen rápidamente de la línea de flujo, lo que puede aumentar la cantidad de productos de combustión disponibles para dicho incendio. Por lo tanto, un sistema de sellado que pueda contener presiones elevadas, aislar eléctricamente y proporcionar seguridad durante un incendio supondría una mejora significativa en el campo del sellado efectivo de las líneas de flujo.

El documento US no 2006/220324 A1 da a conocer una junta aislante para utilizar entre piezas unidas en una línea de flujo, que comprende, por ejemplo, una placa metálica anular plana que presenta una abertura realizada a través de la misma con una lámina de material dieléctrico laminado en sus superficies laterales opuestas y una ranura realizada en las superficies laterales opuestas que penetra a través del material dieléctrico hasta la placa metálica. Cada ranura se extiende completamente alrededor de la abertura de la junta y se dispone una capa de material aislante, así como un elemento de estanqueidad, en cada una de las ranuras. Un sistema aislante entre las piezas de brida unidas utiliza la junta aislante junto con, por ejemplo, un manguito aislante que puede ser recibido en un taladro alineado de cada una de las piezas de brida unidas, un elemento de fijación metálico alargado que puede ser recibido en el manguito aislante para conectar las piezas de brida unidas con la junta aislante entre las mismas. Una arandela metálica plana con una lámina de material dieléctrico laminado en una de sus superficies laterales puede ser recibida en el elemento de fijación metálico alargado con el material dieléctrico laminado que viene a tope con una de las caras exteriores de la pieza de brida, y se puede recibir asimismo un elemento que ejerce una fuerza en

por lo menos un elemento de resorte metálico en el elemento de fijación que viene a tope con la arandela metálica plana.

Sumario La presente invención proporciona un sistema según la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se proporcionan características ventajosas. La presente invención reconoce que un sistema de sellado que pueda contener presiones elevadas, aislar eléctricamente y proporcionar seguridad durante un incendio supondría una mejora significativa en el campo del sellado efectivo de las líneas de flujo. Las formas de realización descritas en la presente memoria proporcionan sistemas de sellado para aplicaciones a alta presión que proporcionan aislamiento eléctrico entre los elementos unidos, así como una mayor resistencia a las fugas de los medios durante un incendio. Se realiza el sellado de alta presión utilizando un núcleo metálico al que se une un material eléctricamente aislante en uno o ambos lados. Se alcanza el sellado mediante un elemento de sellado dieléctrico, tal como un anillo de politetrafluoetileno (PTFE) accionado por resorte. Las bridas de la conexión se pueden atornillar entre sí interponiéndose la junta de sellado entre las mismas, y las bridas atornilladas entre sí. En el caso de incendio, se puede generar calor a una temperatura suficientemente elevada para quemar el material aislante y el anillo de PTFE. Los sistemas de diversas formas de realización proporcionan una junta de sellado de soporte con un núcleo metálico y un limitador de compresión que previenen, respectivamente, las fugas de los medios de la conexión.

Según algunas formas de realización de la presente invención, el elemento de junta primaria dispuesto en la ranura interior puede ser, por ejemplo, una junta de sellado en forma de labio de PTFE accionada por resorte o un elemento de junta tórica. Según unas formas de realización adicionales, el elemento de sellado secundario dispuesto en la ranura exterior puede ser, por ejemplo, un elemento de junta con un cuerpo metálico anular que presenta una sección transversal en forma de E o en forma de C, y el elemento de sellado de cuerpo metálico anular puede presentar, además, un recubrimiento de material aislante. En unas formas de realización, el limitador de compresión que se podría disponer en la ranura exterior se dispone adyacente al elemento de sellado secundario y podría ser un anillo metálico anular con una sección transversal sustancialmente rectangular, y el limitador de compresión puede presentar, además, un recubrimiento de material aislante. Según unas formas de realización adicionales, se puede proporcionar asimismo la acción de limitación de la compresión mediante material para revestimiento dieléctrico de la junta obturadora si la profundidad de la ranura y la sección transversal de sellado se ajustan apropiadamente.... [Seguir leyendo]

1. Sistema aislante que proporciona una interfaz entre unas piezas de brida unidas (16) , presentando cada una de ellas una cara interior y una cara exterior (24) , en una línea de flujo que funciona para el paso de un fluido a través de la misma, que comprende:

una junta metálica plana (10) que presenta una abertura (44) realizada en la misma para permitir el paso de fluido a través de la misma, presentando dicha junta metálica plana (10) unas superficies laterales opuestas, presentando cada una de ellas una capa de material dieléctrico (42) sobre la misma, presentando cada una de dichas superficies laterales opuestas una ranura interior (46) y una ranura exterior (48) , extendiéndose cada una de dichas ranuras interior y exterior (46, 48) completamente alrededor de dicha abertura (44) en cada una de las superficies laterales, un elemento de sellado primario (50) dispuesto en dicha ranura interior (46) en cada superficie lateral opuesta, un elemento de sellado metálico anular secundario (52) dispuesto en dicha ranura exterior (48) en cada superficie lateral opuesta, y un limitador de compresión (54) dispuesto en dicha ranura exterior (48) en cada superficie lateral opuesta, correspondiendo la altura de dicho limitador de compresión (54) sustancialmente a la profundidad de dicha ranura exterior (48) , no siendo dicha junta de sellado metálica anular

(52) sobrecomprimida cuando se reduce dicha capa de material dieléctrico (42) ;

por lo menos un manguito aislante (22) que puede ser recibido en un taladro alineado (20) formado en cada una de dichas piezas de brida unidas (16) , presentando dicho manguito (22) una longitud que es sustancialmente igual a una distancia entre dichas caras exteriores (24) de dichas piezas de brida unidas (16) con dicha junta (10) interpuesta entre las mismas;

por lo menos un elemento de fijación metálico alargado (28) que presenta unos extremos opuestos, pudiendo ser recibido dicho elemento de fijación (18) en dicho manguito aislante (22) para conectar dichas piezas de brida unidas (16) entre sí con dicha junta metálica plana (10) interpuesta entre las mismas; y

por lo menos una arandela aislante (26) que puede ser recibida en por lo menos un elemento de fijación metálico alargado (18) que viene a tope con por lo menos una de dichas caras exteriores de pieza de brida (24) .

2. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicha arandela aislante (26) comprende además una arandela metálica que presenta unas superficies laterales opuestas con una lámina de material dieléctrico laminado en una de dichas superficies laterales opuestas y en el que dicha arandela aislante (26) puede ser recibida en por lo menos un elemento de fijación metálico alargado (18) con dicho material dieléctrico laminado que viene a tope con por lo menos una de dichas caras exteriores de pieza de brida (24) .

3. Sistema aislante según la reivindicación 2, en el que dicha arandela aislante (26) comprende un núcleo metálico adecuado recubierto con un material dieléctrico.

4. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicho manguito aislante (22) comprende además un manguito realizado a partir de un material polimérico reforzado con vidrio, un material epoxi, un material fenólico y el material de metaaramida.

5. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de fijación metálico (18) comprende además un árbol metálico roscado para recibir una tuerca en por lo menos uno de dichos extremos opuestos.

6. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de sellado primario (50) comprende una junta de sellado en forma de labio accionada por un elemento de resorte de politetrafluoetileno (PTFE) o una junta tórica elastomérica.

7. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de sellado metálico anular (52) comprende un elemento de sellado metálico anular de Inconel.

8. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de sellado metálico anular (52) presenta un recubrimiento de material dieléctrico.

9. Sistema aislante según la reivindicación 7, en el que dicho elemento de sellado metálico anular (52) comprende un elemento de sellado metálico anular en forma de E.

10. Sistema aislante según la reivindicación 7, en el que dicho elemento de sellado metálico anular (52) comprende un elemento de sellado metálico anular en forma de C.

11. Sistema aislante según la reivindicación 7, en el que dicho limitador de compresión (54) está dispuesto en dicha ranura exterior (48) adyacente a dicho elemento de sellado secundario (52) , y seleccionándose la profundidad de dicha ranura exterior (48) y la altura de dicho limitador de compresión (54) , de tal modo que dicha junta de sellado metálica anular (52) no sea sobrecomprimida cuando se reduce dicha capa de material dieléctrico (42) .

12. Sistema aislante según la reivindicación 1, en el que dicho limitador de compresión (54) está recubierto con un material dieléctrico.