Tubos multicapa.

Un producto de tubo multicapa que comprende capas de plástico,

o poliméricas, interna y externa y una capa metálica intermedia caracterizado por que la capa metálica intermedia comprende una chapa de aluminio que tiene la siguiente composición (valores en % en peso):

Si de 1,5 a 4

Mg de 0,3 a 3,0

Mn hasta 1,5

Fe hasta 1,0

Cu hasta 0,6

Zn hasta 0,3

otros elementos hasta 0,05 y cada uno hasta 0,2 en total

el resto aluminio.

Tubos multicapa

Campo de la invención La presente invención se refiere a tubos multicapa, (también conocidos como tubos compuestos) , en los cuales se proporciona un elemento de capa metálica formado a partir de un producto de chapa de aluminio. También se refiere a tubos multicapa en los cuales el producto de chapa comprende al menos una capa de funda de revestimiento sobre al menos un lado de una capa de núcleo.

Los tubos multicapa se usan en una amplia variedad de aplicaciones. Las aplicaciones incluyen el uso como tuberías de agua potable para agua caliente y fría, como tuberías de calentamiento o de enfriamiento, como tuberías de gas, para conductos de aire comprimido, o en sistemas de tuberías para aceite. Como tal, estas tuberías multicapa tienen que soportar varias condiciones mecánicas y ambientales.

Dichos tubos multicapa tienen que mostrar: elevada resistencia frente al envejecimiento por temperatura para temperaturas de agua de hasta 200 ºF (115 ºC) , elevada resistencia a la presión, elevada resistencia frente a disolventes químicos y líquidos agresivos, expansión térmica lineal lo más baja posible, elevada resistencia de tracción, elevada estabilidad de forma, elevada resistencia a la abrasión, elevado estiramiento hasta rotura para el plegado y unión de los tubos y una buena resistencia frente a la deformación permanente por fatiga frente al comportamiento de envejecimiento dependiente de la temperatura del material del tubo a temperaturas de agua de hasta 200 ºF (115 ºC) .

Un tubo multicapa típico consiste en tres capas tubulares principales. Con la mayor de las frecuencias, las capas interna y externa están formadas por polietileno o polipropileno. Normalmente, la capa intermedia es una capa metálica de aluminio o una aleación de aluminio. Normalmente, las tres capas principales están unidas juntas con capas adhesivas intermedias. El espesor de cada capa puede variar dependiendo de los requisitos de uso pero normalmente la capa metálica/de aluminio está entre 0, 15 y 2 mm de espesor, más normalmente entre 0, 20 y 0, 40 mm de espesor.

Estos tubos multicapa aprovechan la ventaja de la resistencia frente a la corrosión y sustancias químicas de los materiales plásticos en combinación con la resistencia o la capacidad de presión y las propiedades de barrera frente a vapores de la capa intermedia de aluminio. Los tubos resultantes son resistentes a la corrosión, plegables (de manera que se conserva la forma plegada) , flexibles y resistentes a la mayoría de los ácidos, disoluciones salinas, bases, grasas y aceites.

La capa de aluminio evita que el oxígeno u otros gases permeen al interior del tubo lo que reduce o elimina la corrosión de otros componentes metálicos de la instalación. La capa de aluminio también modera los efectos de expansión térmica. La resistencia añadida a partir de la capa de aluminio aumenta la resistencia de ruptura por presión del tubo, en comparación con los tubos de plástico simples.

Aunque, en la formación de los tubos, la capa de aluminio se puede unir por medio de solapamiento y doblado, también en normal soldar longitudinalmente la capa de aluminio para proporcionar tubos soldados sin junturas.

Las aleaciones de aluminio más usadas comúnmente para la capa metálica son AA1050, AA1200, AA3003, AA3005, AA3105, AA8006 y AA8011. Los números de designación de aleación usados en el presente documento resultan fácilmente familiares para los expertos en la técnica de las aleaciones de aluminio y se describen en "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" publicado por The Aluminum Association, revisado de forma regular. El uso del símbolo X dentro del registro y a modo de identificación de las composiciones de aleación se comprende bien por parte de la persona experta.

Generalmente, las chapas de estas aleaciones, o papeles metalizados, se usan en forma monolítica, lo que significa que la chapa de aluminio o papel metalizado tiene la misma composición en toda ella.

La serie 1XXX de aleaciones cubre composiciones de aluminio en las cuales el contenido de aluminio es ! 99, 00 % en peso. La serie 1XXX también se considera dividida en dos categorías. Una categoría se refiere a aluminio no aleado forjado que tiene límites de impurezas naturales. Las aleaciones comunes de los tubos multicapa incluyen composiciones conocidas como 1050 o 1050A. La segunda categoría cubre aleaciones donde hay un control especial de una o más impurezas. Para esta categoría la designación de la aleación incluye un segundo número que no es cero, tal como 1100, 1200 y similares.

Las aleaciones de la serie 3XXX tienen manganeso como elemento de aleación principal. AA3003 tiene un contenido de Mn entre 1, 0 y 1, 5 e incluye una pequeña adición de cobre (de 0, 05 a 0, 20) . AA3105 contiene Mn entre 65 0, 20 y 0, 8 y Mg entre 0, 30 y 0, 8. AA3005 contiene Mn entre 1, 0 y 1, 5 con Mg entre 0, 20 y 0, 60.

La serie 8XXX de aleaciones es para otras aleaciones en las cuales los principales elementos de aleación no son los mencionados anteriormente. AA8006 tiene Fe como elemento de aleación principal con una cantidad entre 1, 2 y 2, 0 junto con una adición de Mn entre 0, 3 y 1, 0. AA8011 tiene Fe y Si como elementos de aleación principales con Fe entre 0, 6 y 1, 0 y Si entre 0, 50 y 0, 9.

Otros grupos de aleaciones clasificados de acuerdo con su elemento de aleación principal incluyen la serie 5XXX para aleaciones con Mg como elemento principal, la serie 6XXX con elementos principales de Mg y Si y la serie 7XXX para aleaciones con Zn como elemento principal. Las aleaciones de la serie 4XXX contienen Si como elemento de aleación principal y no se conocen para uso en estos tubos multicapa.

El documento WO-A-2009/146993 divulga un producto de tubería multicapa que comprende capas externas de plástico o poliméricas y una capa metálica intermedia, caracterizado por que la capa metálica intermedia es una chapa de aluminio compuesta que comprende una capa de núcleo y al menos una capa de funda de revestimiento. En una realización preferida la composición química de la capa de núcleo es una composición seleccionada entre el

grupo de aleaciones que consisten en las series de aleaciones 5XXX, 6XXX o 8XXX. En una realización preferida, la composición química de al menos una capa de funda de revestimiento es una composición seleccionada entre el grupo de aleaciones que consisten en las aleaciones de las series 1XXX, 3XXX o 7XXX.

El documento WO-A-2008/058708 divulga un producto de aleación de aluminio para su uso como capa metálica en tubos multicapa que comprende un producto de chapa monolítico donde la aleación contiene, (todos los valores de composición en porcentaje en peso) : Si 0, 2-1, 4, Fe+Mn 1, 1-1, 8, Cu 0, 15-0, 5, Mg < 0, 2, Ti < 0, 2, Zn < 1, 5, impurezas < 0, 05 cada una y < 0, 2 en total, aluminio de equilibrio.

El documento US-A-4216802 divulga un producto de tubo compuesto deformable. El producto comprende una capa conformada tubular interna sin junturas formada por una capa polimérica. Preferentemente, la capa metálica está formada a partir de una elación de cobre o aluminio y la capa externa puede estar seleccionada entre una variedad de materiales procesables desde el punto de vista termoplástico tales como por ejemplo polietileno, caucho, nailon, caucho termoplástico, poliuretano y similares.

Un tubo flexible de tres capas se describe en el documento EP-A-0084088. La capa interior de este tubo está formada por un material resistente al calor tal como perfluoroetileno propileno o poli (fluoruro de vinilideno) . La capa intermedia es un papel metalizado tal como aluminio, mientras que la capa externa está formada por una poliamida sometida a extrusión, polipropileno o una mezcla de poletileno-propileno o un polietileno reticulado; todos ellos son polímeros termoplásticos semi-cristalinos.

El documento EP-A-0230457 describe un combustible compuesto y un tubo de vapor. El tubo compuesto es un artículo tubular plegable para el transporte de combustibles que comprende un manga formada por un fleje metálico plegable a lo largo de toda la longitud del artículo y que tiene una capa adhesiva sobre la otra superficie de la manga metálica. Una camisa de plástico flexible recubre la manga metálica. Adicionalmente, la manga metálica tiene un revestimiento tubular plegable flexible que está formado por materiales resistentes a petróleo. La manga metálica usada en la invención es preferentemente de aluminio. La manga metálica ofrece resistencia suficiente para dominar sobre la resiliencia de la capa de plástico cuando se doble el tubo hasta una configuración... [Seguir leyendo]

1. Un producto de tubo multicapa que comprende capas de plástico, o poliméricas, interna y externa y una capa metálica intermedia caracterizado por que la capa metálica intermedia comprende una chapa de aluminio que tiene 5 la siguiente composición (valores en % en peso) :

Si de 1, 5 a 4 Mg de 0, 3 a 3, 0 Mn hasta 1, 5

Fe hasta 1, 0 Cu hasta 0, 6 Zn hasta 0, 3 otros elementos hasta 0, 05 y cada uno hasta 0, 2 en total el resto aluminio.

2. Un producto como el de la reivindicación 1, donde el contenido de Si es de 2 a 4.

3. Un producto como el de las reivindicaciones 1 o 2, donde el contenido de Mn es de 0, 3 a 1, 0.

4. Un producto como el de las reivindicaciones 1 a 3, donde el contenido de Cu es hasta 0, 3.

5. Un producto como el de las reivindicaciones 1 a 4, donde el contenido de Fe es hasta 0, 4.

6. Un producto como el de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la chapa de aluminio es una funda de

revestimiento sobre al menos un lado con una composición de capa de funda de revestimiento seleccionada entre el grupo que consiste en aleaciones de las series 1 XXX, 3XXX y 7XXX.

7. Un producto como el de la reivindicación 6, donde al menos una capa de funda de revestimiento comprende una aleación seleccionada entre el grupo que consiste en 1050, 1050A, 1070 y 1200. 30

8. Un producto como el de la reivindicación 7, donde al menos una capa de funda de revestimiento comprende la aleación 1050A.

9. Un producto como de la de la reivindicación 6, donde al menos una capa de funda de revestimiento comprende

una aleación seleccionada entre el grupo que consiste en 3002, 3102, 3105, 3105A, 3105B, 3006, 3X07, 3010, 3015, 3016, 3019, 3020, 3025 y 3030.

10. Un producto como de la reivindicación 9, donde al menos una capa de funda de revestimiento comprende la aleación 3105. 40

11. Un producto como de la reivindicación 6, donde al menos una capa de funda de revestimiento comprende una composición en la cual el contenido de Zn es < un 2 % en peso y los contenidos máximos de Mg y Cu son ambos de un 0, 2 % en peso.