Tubo flexible que tiene una estructura de múltiples capas.

Tubo flexible que tiene una estructura de múltiples capas con capas no unidas,

que contiene un revestimiento interno con la siguiente disposición de las capas:

a) una capa más interna a base de una masa de moldeo constituida sobre la base de un polímero fluorado,

b) una capa intermedia a base de una masa de moldeo constituida sobre la base de un polímero olefínico, que se selecciona entre el conjunto formado por: un polietileno, un polipropileno isotáctico, un polipropileno sindiotáctico y un poliestireno sindiotáctico,

c) una capa externa a base de una masa de moldeo constituida sobre la base de una poliamida.

Tubo flexible que tiene una estructura de múltiples capas Un objeto del presente invento es un tubo flexible que tiene una estructura de múltiples capas con capas no unidas. En lo sucesivo, por motivos de sencillez y de modo correspondiente a la nomenclatura inglesa, éste se designará como “Unbonded Flexible Pipe” y en el idioma español como tubo flexible no unido. Un tubo de este tipo opone una alta resistencia a la difusión de gases desde un fluido transportado y por lo tanto se puede emplear con especial ventaja para el transporte de petróleo crudo, gas natural, metanol, C02 y materiales similares.

Los tubos flexibles no unidos son, como tales, estado de la técnica. Los tubos de este tipo contienen un revestimiento interno, usualmente en la forma de un tubo de material sintético, como una barrera contra la salida del fluido transportado, así como una o varias capas de armadura situadas en la cara exterior de este revestimiento interno. El tubo flexible no unido puede contener unas capas adicionales, por ejemplo una o varias capas de armadura situadas en la cara interna del revestimiento interno, con el fin de impedir el desplome del revestimiento interno en el caso de una alta presión externa. Una tal ermadura interna es designada usualmente como carcasa. Además de esto, puede estar contenida una envoltura externa, con el fin de prever una barrera contra la penetración de un líquido procedente del entorno exterior en las capas de armadura o en otras capas funcionales poliméricas o metálicas situadas en el interior.

Unos típicos tubos flexibles no unidos se describen por ejemplo en el documento de solicitud de patente internacional WO 01/61232, y en los documentos de patente de los EE.UU. US 6 123 114 y US 6 085 799; ellos son caracterizados con más detalle, además de esto, en la cita API Recommended Practice 17B, “Recornrnended Practice for Flexible Pipe" [Práctica recomendada para un tubo flexible], 3ª edición, Marzo de 2002 así como en la cita API Specification 17J, "Specification for Unbonded Flexible Pipe" [Especificación para un tubo flexible no unido], 2ª edición, Noviembre de 1999.

La expresión “unbonded = no unido" significa en este contexto que por lo menos dos de las capas, incluyendo a las capas de armadura y a las capas de material sintético, no están unidas constructivamente entre sí. En la práctica, el tubo contiene por lo menos dos capas de armadura, que a lo largo de la longitud del tubo no están unidas entre sí ni directa ni indirectamente, es decir a través de otras capas. De esta manera el tubo se hace plegable y lo suficientemente flexible como para enrollarlo para finalidades de transporte.

Tales tubos flexibles no unidos se emplean en diferentes formas de realización en usos en alta mar (offshore) así como en diferentes usos en tierra (onshore) para el transporte de líquidos, gases, lodos y suspensiones. Ellos se pueden emplear por ejemplo para el transporte de fluidos allí donde exista a lo largo de toda la longitud del tubo una presión de agua muy alta o muy diferente, por ejemplo en la forma de conducciones ascendentes, que discurren desde el fondo del mar hacia arriba hasta una instalación situada en o cerca de la superficie del mar, y además en general como unos tubos para el transporte de líquidos o gases entre diferentes instalaciones, como unos tubos que están colocados a una gran profundidad sobre el fondo del mar, o como unos tubos colocados entre unas instalaciones situadas cerca de la superficie del mar.

En los habituales tubos flexibles, la capa de armadura o las capas de armadura se componen en la mayor parte de los casos a base de alambres de acero, perfiles de acero o flejes de acero dispuestos en en forma de espiral, pudiendo las capas individuales estar estructuradas con diferentes ángulos de enrollamiento en relación con el eje del tubo. Hay junto a esto también unas formas de realización, en cuyos casos por lo menos una capa de armadura o respectivamente todas las capas de armadura se compone (n) a base de fibras, por ejemplo a base de fibras de vidrio, por ejemplo en la forma de haces de fibras o tejidos de fibras, que por regla general están empotrados en una matriz polimérica.

El revestimiento interno se compone en el estado de la técnica usualmente a base de una poliolefina, tal como un polietileno, que también se puede haber reticulado, a base de una poliamida tal como una PA11 o PA12, o a base de poli (fluoruro de vinilideno) (PVDF) .

Un polietileno tiene la desventaja, de hincharse fuertemente al entrar en contacto con petróleo crudo o gas natural y luego de experimentar viscofluencia. Además de esto, el medio no polar transportado permea y penetra fuertemente a través de la pared de polietileno hacia fuera. Por este motivo, el polietileno, por regla general, no se emplea para unas conducciones que están en contacto directo con unas corrientes de producto, sino que se emplea predominantemente para las denominadas conducciones destinadas a la inyección de agua. . Unas poliamidas, tales como una PA11 o PA12, son muy bien apropiadas, a causa de sus muy buenas propiedades mecánicas, de la excelente estabilidad frente a los hidrocarburos y del hinchamiento solamente pequeño, como un material para el revestimiento interno. La idoneidad especial de las poliamidas fue descrita detalladamente en la publicación OTC 5231 “Irnproved Thermoplastic materials for Offshore Flexible Pipes" [Materiales termoplásticos mejorados para tubos flexibles usados en alta mar]. Ellas, sin embargo, se pueden emplear solamente hasta como máximo aproximadamente 70ºC, puesto que a unas temperaturas más altas se inicia una creciente hidrólisis

provocada por el agua de proceso que está contenida en el petróleo crudo o respectivamente en el gas natural. Por medio de esta hidrólisis, el peso molecular de la poliamida se disminuirá tan fuertemente, que las propiedades mecánicas se empeorarán considerablemente y el tubo finalmente fallará. Un detallado modo de proceder de ensayo para la determinación de las propiedades de hidrólisis se ha descrito en la cita API 17TR2 para una PA11 y se puede usar de igual manera para una PA12.

Un PVDF se emplea hasta como máximo 130 "C. A unas temperaturas situadas por encima de 130 ºC hay que contar, sin embargo, con una formación de ampollas (en inglés blistering) y una microespumación (en ingles microfoaming) . Un PVDF se hincha fuertemente en particular en CO2 hipercrítico hasta por ejemplo un 25 %; la formación de ampollas, que aparece al producirse una disminución de la presión, resulta a partir de la buena barrera contra la penetración y permeación, lo que significa lo mismo que una mala difusión. En tal caso aparece dentro de la capa una desorción local de los gases, siendo superada la resistencia de cohesión del material.

En conjunto, en el caso de unas temperaturas no demasiado altas, una poliamida, en particular unas PA11 y PA12, se ha (n) impuesto como un material para el revestimiento interno; una adecuada composición se describe por ejemplo en el documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2003/220449 A1. Sin embargo, en este contexto la tendencia a la hidrólisis de la poliamida y la escasa durabilidad que resulta a partir de ella, son desventajosas a unas temperaturas de servicio más altas. Sería deseable tener a disposición un revestimiento interno que tenga por ejemplo la forma de un tubo, que posea las ventajosas propiedades de la poliamida, en cuyo caso, sin embargo, se haya disminuido fuertemente la hidrólisis de la poliamida, de manera tal que se prolongue manifiestamente la durabilidad del tubo flexible no unido.

En el documento US 6.455.118 se describe un tubo flexible no unido con un revestimiento interno de dos capas, pudiendo la capa interna, que está en contacto directo con el fluido, ser de una poliolefina o un polímero fluorado, mientras que la capa externa puede ser de una PA11 o una PA12. Una tal disposición de las capas no resuelve sin embargo satisfactoriamente el problema de la hidrólisis: Una capa interna de un polímero fluorado no es ninguna barrera contra el agua suficientemente buena; en particular a unas elevadas temperaturas de servicio tiene lugar todavía una considerable hidrólisis de la poliamida. Una capa interna de una poliolefina podría ciertamente ser posiblemente apropiada, para resolver el problema de la hidrólisis, pero la poliolefina se hincha con unos medios no polares, tales como un petróleo crudo, tan fuertemente, que a unas temperaturas más altas ya no está garantizada la integridad de esta capa.

El documento de solicitud de patente europea EP 1 217279 A1 divulga un tubo flexible que tiene un revestimiento interno constituido sobre la base de una capa interna de un polímero... [Seguir leyendo]

1. Tubo flexible que tiene una estructura de múltiples capas con capas no unidas, que contiene un revestimiento interno con la siguiente disposición de las capas: 5 a) una capa más interna a base de una masa de moldeo constituida sobre la base de un polímero fluorado,

b) una capa intermedia a base de una masa de moldeo constituida sobre la base de un polímero olefínico, que se selecciona entre el conjunto formado por: un polietileno, un polipropileno isotáctico, un polipropileno sindiotáctico y un poliestireno sindiotáctico,

c) una capa externa a base de una masa de moldeo constituida sobre la base de una poliamida. 10

2. Tubo flexible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el revestimiento interno es un tubo.

3. Tubo flexible de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que él, junto al revestimiento interno, contiene una o varias capas, que se seleccionan entre -una carcasa situada en el interior, -una o varias capas de armadura situadas en el exterior, así como -una envoltura externa.