BRPI0621105A2 - tubulação e processo para a formação de uma tubulação - Google Patents

Abstract

TUBULAçãO E PROCESSO PARA A FORMAçãO DE UMA TUBULAçãO. A presente invenção se refere a um revestimento pré-formado de copolímero de tetrafluoroetileno! períluoro (alquil vinil éter) aderido à superfície da tubulação, e em particular, uma tubulação de poço de petróleo, sem a necessidade de uma camada primer ou um adesivo. O revestimento compreende uma quantidade eficaz de pó metálico que fornece adesão entre o revestimento e a superfície da tubulação. A presente invenção também se refere a um processo para a fabricação de tal tubulação, onde em uma realização preferida, o revestimento é co-extrudado para formar uma camada interna e uma camada externa. Esta realização de co-extrusão é particularmente útil em aplicações onde é necessária uma alta pureza. Neste caso, a camada interna compreende uma quantidade eficaz de pó metálico e a camada externa é o copolímero de tetrafluoroetileno! perfluoro(alquil vinil éter) puro.

Description

"TUBULAÇÃO E PROCESSO PARA A FORMAÇÃO DE UMA TUBULAÇÃO"

CAMPO DA INVENCAO

A presente invenção se refere a um revestimento de perfluoropolímero previamente formado que compreende uma quantidade eficaz de pó metálico para ocasionar a adesão do revestimento pré-formado na superfície interna da tubulação, sem a necessidade de utilizar uma camada primer ou um adesivo. A presente invenção é, em particular, útil para uma tubulação de poço de petróleo.

Antecedentes da Invenção

O processo de revestimento por rotação (rotolining) de recipientes para revestir a superfície interna de um recipiente com uma espessura desejada de fluoropolímero é conhecido, J. Scheirs, Modern Fluoropolymers, John Wiley & Sons (1997). Em tal processo, uma quantidade suficiente de fluoropolímero na forma de pó é adicionada a um recipiente metálico para revestir a superfície interna do mesmo com a espessura desejada de fluoropolímero, seguido pela rotação do recipiente ao redor de um eixo em um forno, para fundir o fluoropolímero, pelo qual o fluoropolímero cobre a superfície interna do recipiente e forma um revestimento sem costura. Este revestimento do fluoropolímero protege o recipiente dos materiais corrosivos armazenados ou manipulados pelo recipiente, em virtude da inércia química do fluoropolímero que forma o revestimento e o revestimento é continuo com relação à superfície interna do recipiente que seria exposto aos materiais corrosivos caso o revestimento não estivesse presente. Assim, o revestimento é livre de buracos, até os furos dos pinos, através do qual o material corrosivo poderia penetrar no revestimento para atacar o material de construção do recipiente. A aderência às superfícies do fluoropolímero é rara por causa da propriedade não aderente do fluoropolímero, então tais revestimentos não são sujeitos à deposição dos componentes dos materiais transportados, como pode ocorrer caso o material transportado resfrie no transporte, ocasionando a saída dos componentes menos solúveis da solução. De maneira similar, os materiais transportados no recipiente de revestimento não são expostos ao metal que compõe o recipiente e, portanto, não são contaminados. Os materiais entram em contato apenas com a superfície inerte do fluoropolímero do revestimento. Entretanto, o revestimento por rotação pode ser caro porque o forno que é utilizado para este processo é custoso, em particular, quando o recipiente deve ser girado ao redor de múltiplos eixos.

Certos fluoropolímero processáveis por fusão, tais como os copolímeros de etileno com tetrafluoretileno (ETFE) ou clorotrifluoretileno (ECTFE), no revestimento por rotação, formam revestimentos que se aderem à superfície interna do recipiente sem a utilização de primer ou de adesivo. Entretanto, para os copolímeros processáveis por fusão perfluorados, tais como o tetrafluoroetileno/ hexafluoropropileno (FEP) e o tetrafluoroetileno/ perfluoro(alquil vinil éter) (PFA), o revestimento não se adere tão bem ao recipiente, ao invés de formar um "revestimento frouxo". Os revestimentos frouxos são mantidos no lugar pela configuração da superfície interna do recipiente, isto é, mecanicamente presa no lugar. Enquanto isto é satisfatório em algumas aplicações, a falta de adesão entre o revestimento e a superfície interna do recipiente se toma desvantajosa em tais recipientes como tubulações, onde a oportunidade para a restrição mecânica no movimento do revestimento é limitada, em especial, conforme o comprimento da tubulação aumenta. Além disso, a passagem do material, tal como um óleo através da tubulação, em especial, quando o fluxo do material varia, submete o revestimento à vibração e à tensão mecânica, que pode causar a rachadura e a falha do revestimento. Para os materiais corrosivos, a falha do revestimento expõe o recipiente à corrosão. Para os materiais em que a manutenção da pureza é critica, tal como o processamento de alimento, o processamento farmacêutico e semicondutor, onde a contaminação do meio sendo transportada pela exposição do material de construção do recipiente (isto é, metal) causado por tal rachadura e falha, é inaceitável.

Além disso, com os revestimentos frouxos, o gás pode difundir no espaço entre o revestimento e a parede do recipiente, empurrando o revestimento para longe do todo e restringindo o fluxo o material. Isto pode levar ao bloqueio e ao fluxo interrompido, que são indesejáveis.

Os métodos de revestimento de tubulações com filmes pré- formados são conhecidos, vide, por exemplo, a patente US 2.833.686 de Sandt and Research Disclosure No 263060, que descreve os revestimentos fabricados a partir do politetrafluoroetileno, que é um fluoropolímero não processável por fusão. Ambas as referências utilizam um agente de ligação de etileno propileno fluorado, que não fornece, em particular, boa adesão por causa das propriedades não aderentes dos fluoropolímeros em geral.

Um revestimento pré-formado de fluoropolímero para uma tubulação é descrito na patente US 3.462.825 de Pope. Nenhum agente de ligação é utilizado nesta patente. Conseqüentemente, o ciclo de pressão e temperatura que pode ocorrer na utilização de tais tubulações revestidas pode ocasionar o dobramento do revestimento, retirando da superfície interna permitindo a acumulação de gases e líquidos entre o revestimento e a superfície da parede e estreitando a trajetória do fluxo de óleo.

Seria desejável ser capaz de revestir uma tubulação com o perfluoropolímero processável por fusão criando, desta forma, uma superfície interna que possui resistência aos efeitos corrosivos dos ácidos, e o qual é de difícil adesão para os materiais, que se adere bem à tubulação, e que não conta com a utilização dos agentes de ligação ou revestimento por rotação com pós de fluoropolímeros. Por causa de sua resistência às rachaduras e às falhas, tal revestimento seria apropriado para as indústrias que requerem alta pureza. Ainda, há um desejo de que o revestimento seja durável e se adira bem à tubulação, e não tenda a curvar, quando utilizado por muitos anos para o transporte de materiais corrosivos.

Descrição Resumida da Invenção

De acordo com a presente invenção, um revestimento de perfluoropolímero pré-formado é utilizado para revestir uma tubulação para fornecer uma superfície que é resistente ao ataque por materiais corrosivos, e que não contamina o material escoável transportado na tubulação revestida.

A boa adesão do revestimento à tubulação é obtida por causa da presença de um pó metálico no revestimento pré-formado da tubulação, que facilita a ligação do revestimento na superfície da tubulação. É inesperado que o revestimento pré-formado seja aderido particularmente bem na superfície interna de uma tubulação em uma simples etapa de aquecimento, sem a necessidade de uma camada adesiva ou um primer. A ligação do revestimento na superfície interna da tubulação envolve o aquecimento da tubulação de maneira suficiente para fundir o revestimento e então resfriar a tubulação. O revestimento possui um maior encolhimento durante o resfriamento do que o cano, que tenderia a retirar o revestimento da superfície interna da tubulação. No entanto, com a presente invenção, a adesão obtida pelo aquecimento permanece surpreendentemente intacta no resfriamento, resultando em um revestimento que não se afasta da superfície interna da tubulação.

Em adição, de acordo com a presente invenção, é possível revestir tubulações de pequeno diâmetro, e pequenos equipamentos e cantos, que não é possível com os processos de cobertura, tais como revestimento por rotação. Isto é porque não há espaço suficiente em uma tubulação pequena para acomodar a quantidade de partículas de polímero necessárias para revestir o interior da tubulação. Além disso, mesmo que as partículas de polímero fossem forçadas dentro da tubulação, o polímero deve fluir livremente e não há espaço suficiente em umatubulaçãopequena para este-fluxo livre.

A presente invenção apresenta menor custo do que os processos de revestimento por rotação convencionais, que requerem a utilização de uma máquina de revestimento por rotação possuindo um forno, em que o recipiente ou a tubulação a ser coberto deve ser girado por período de tempo prolongados (vide, Fluoroplastics, Vol. 2, Melt Processible Fluoropolymers, S. Ebnesajjad1 Plastics Design Library, Norwich, NY1 2003, pág 264). Em contraste a presente invenção pode utilizar um forno convencional ou em uma realização preferida, a tubulação pode ser girada ao redor de um único eixo no forno.

A presente invenção produz revestimentos previamente formados que são particularmente úteis nas aplicações de alta pureza. Em uma realização de co-extrusão, uma camada externa que está em contato com o meio escoável é formada a partir de um perfluoropolímero processável por fusão puro, isto é, um copolímero processável por fusão de tetrafluoroetileno e perfluoro (alquil vinil éter) sem zinco ou outro pó metálico presente, e uma camada interna é formada, que possui zinco ou pó metálico presente. Com esta configuração, é possível obter boa adesão à tubulação a partir de um revestimento que não contamina o meio escoável.

Pelo fato do revestimento da presente invenção resistir à deposição e pelo fato de ele possuir boa adesão e resistir às rachaduras e falhas, é particularmente apropriado para os processos que requerem alta pureza, tal como processamento de alimentos, processamento farmacêutico e de semicondutores.

Tais aplicações de pureza elevada podem ser obtidas em particular por uma realização de co-extrusão, em que uma camada externa que está em contato com o meio escoável é formada a partir de um perfluoropolímero puro. Não há zinco ou outro pó metálico presente desta camada externa. Uma camada interna que possui zinco ou pó metálico presente é formada próxima à tubulação. Com esta configuração, é possível obter boa adesão do revestimento na tubulação.

Portanto, de acordo com a presente invenção, é fornecida uma tubulação incluindo um revestimento pré-formado compreendendo um copolímero processável por fusão de tetrafluoroetileno/ perfluoro (alquil vinil éter) e uma quantidade eficaz do pó metálico para ocasionar a adesão do revestimento na superfície interna e/ou externa da tubulação.

Ainda, de acordo com a presente invenção, é fornecido um processo para a formação de uma tubulação que possui um revestimento pré- formado que compreende um copolímero processável por fusão ou tetrafluoroetileno e perfluoro (alquil vinil éter) e uma quantidade eficaz do pó metálico para ocasionar a adesão do revestimento na superfície interna da tubulação, que compreende formar dito revestimento pré-formado, inserir dito revestimento na tubulação e aderir o revestimento na superfície interna da tubulação.

O revestimento também pode ser ajustado sobre a superfície externa da tubulação, e a tubulação e o revestimento são aquecidos, aderindo, desta maneira, o revestimento à superfície externa da tubulação.

De acordo com uma realização adicional da presente invenção, a tubulação e o revestimento podem ser girados ao redor de um único eixo em um forno para aquecer a tubulação e o revestimento e aderir o revestimento na tubulação. A rotação fornece boa distribuição do calor e fornece adesão uniforme do revestimento na superfície da tubulação, eliminado o encurvamento do revestimento. Na medida em que não é utilizado nenhum agente adesivo para manter o revestimento no local, a rotação evita o colapso do revestimento sobre ele mesmo.

De acordo com outra realização da presente invenção, o revestimento pré-formado pode ser formado por uma co-extrusora e uma camada interna e uma camada externa. A camada externa do revestimento consiste essencialmente de, isto é, é o perfluoropolímero puro do copolímero processável por fusão de tetrafluoroetileno e perfluoro (alquil vinil éter) e a camada interna do revestimento que se adere à tubulação compreende de uma mistura de um copolímero processável por fusão ou um tetrafluoroetileno e perfluoro (alquil vinil éter) e um pó metálico.

Descrição Detalhada da Invenção A presente invenção está direcionada a uma tubulação que inclui um revestimento pré-formado aderido na superfície de uma tubulação.

Enquanto a discussão no presente está focada nos revestimentos pré formados inseridos dentro da tubulação para a utilização onde os materiais escoáveis são transportados na tubulação, também irá ocorrer aos técnicos no assunto que o revestimento pré formado pode ser inserido dentro da tubulação, encaixada como uma manga na parte externa da tubulação, como pode ser o caso em um trocador de calor, em que o fluido de resfriamento ou de aquecimento é bombeado através da tubulação para aquecer ou resfriar um fluido passando sobre a parte externa da tubulação. Pode haver usos em que é útil possuir ambas as superfícies internas e externas de uma tubulação coberta com o revestimento da presente invenção.

Um revestimento pré-formado é útil na redução dos efeitos corrosivos do ambiente e, em particular, dos materiais os quais estão expostos às superfícies da tubulação, embora os ambientes e materiais encontrados dentro e fora da tubulação possam ser diferentes.

O revestimento de perfluoropolímero da tubulação de acordo com a presente invenção pode transportar um meio escoável que possui uma exigência de elevada pureza. Tais meios podem ser corrosivos. Tais meios são freqüentemente encontrados em indústrias, tais como de processamento de alimento, processamento farmacêutico e semicondutor. Isto também é aplicável ao CPI (Chemical Processing Industry).

Em adição à tubulação revestida de perfluoropolímero de acordo com a presente invenção pode transportar substâncias químicas ou petróleo que estão sujeitos à corrosão e são capazes de obstruir tubulações através das quais eles são transportados. Um exemplo de tal tubulação é uma tubulação de petróleo, conhecida como tubulação embutida ("down-hote"), que é em geral de diâmetro grande e por razões de economia é fabricada a partir do aço carbono ao invés de ligas resistentes à corrosão mais caras. A corrosão é induzida pelo ambiente quente subterrâneo em que as tubulações embutidas transportam o óleo de depósitos profundamente enterrados para a superfície da terra. Os materiais tais como a água, enxofre, dióxido de enxofre, dióxido de carbono, presentes no petróleo o tornam tipicamente ácido e capaz de ataques corrosivos sobre a superfície não protegida da tubulação de aço carbono. Até em temperaturas mais frias, o transporte de oleodutos que se estendem por longas distâncias na superfície da terra, ou próxima a ela, sofre os efeitos da corrosão por causa o longo tempo de contato envolvido. As tubulações corroídas são difíceis de caras de substituir e apresentam danos pessoais e ambientais.

Assim, a presente invenção é particularmente útil para as tubulações de petróleo. Tais tubulações de petróleo podem ser utilizadas como uma região de junção em um oleoduto de transporte de petróleo ou um oleoduto de poço de petróleo embutido, sendo entendido, entretanto, que a tubulação da presente invenção não é tão limitada na presente aplicação. As tubulações de petróleo são, em geral, grandes, possuindo um diâmetro interno de pelo menos cerca de 2 polegadas (5 cm) e algumas vezes tão grande quanto cerca de 6 polegadas (15,24 cm) e um comprimento de pelo menos cerca de 10 pés (3 m), mais freqüentemente pelo menos cerca de 20 pés (6,1 m) e freqüentemente um comprimento de pelo menos cerca de 30 pés (9,1 m).

As tubulações são tipicamente fabricadas a partir de metais rígidos, embora elas possam ser fabricadas a partir de tubos de metais flexíveis, conforme citado acima, por razões de economia, elas são geralmente fabricadas de aço carbono e tais são propensos ao ataque corrosivo a partir das entidades ácidas no óleo, a menos que sejam protegidas por um revestimento resistente à corrosão. Na presente invenção, um perfluoropolímero, que ambos são resistentes à corrosão e que possui boas características de liberação, recobre a superfície interna da tubulação. Os efeitos benéficos do revestimento de perfluoropolímero da presente invenção também são observados para as tubulações que são fabricadas a partir de outros metais, tais como alumínio, bem como, aço inoxidável, e outras ligas resistentes à corrosão, em que o caráter não aderente do revestimento de perfluoropolímero confere resistência às adesões formadas a partir dos componentes do material transportado através da tubulação. A deposição de asfaltenos do petróleo bruto é um exemplo de tais adesões.

Enquanto as dimensões relativas do oleoduto fabricadas de acordo com a presente invenção são grandes, a espessura do revestimento não precisa ser grande. Em uma realização especialmente preferida, o revestimento pré-formado possui tipicamente uma espessura de cerca de 20 mils a cerca de 250 mils (500 a 6.250 pm), de preferência, de cerca de 20 mils a cerca de 100 mils (500 a 2.500 μιτι). A grande área da superfície interna da tubulação, sobre a qual o revestimento pré-formado está sem suporte exceto pela adesão à superfície interna da tubulação, requer alta integridade para a adesão. Normalmente, as condições variáveis de temperatura, pressão e contatos mecânicos poderiam ocasionar a separação do revestimento da superfície interna, levando à perda na corrosão e possivelmente até proteção não aderente se o revestimento romper. Ainda, a separação do revestimento pode resultar no colapso do revestimento causando fluxo reduzido ou até obstrução.

Portanto, o revestimento pré-formado de acordo com a presente invenção compreende um copolímero processável por fusão de tetrafluoroetileno e perfluoro (alquil vinil éter) que fornece as propriedades necessárias não aderentes ao revestimento e uma quantidade eficaz de pó metálico para aderir o revestimento à tubulação. A adequação da adesão é medida utilizando o Peel Test 90°, como será descrito abaixo nos Exemplos. A resistência à descamação que pode ser obtida pela presente invenção é de pelo menos 10 libras força por polegada (10 Ibf/in, 1.750 N/m) e, de preferência, pelo menos, 20 libras força por polegada (20 Ibf/in, 3.500 N/m); e até, de maior preferência ainda, pelo menos 25 libras força por polegada (25 Ibf/in, 4.400 N/m).

O pó metálico é um promotor da adesão, um pó metálico promotor da não espumação. Os pós metálicos preferidos que ocasionem adesão do revestimento pré formado à superfície da tubulação são os pós de zinco (Zn), cobre (Cu), estanho (Sn), ou as suas combinações como misturas físicas, ou como ligas. Os exemplos de ligas incluem o Cu/Zn (brass) e Cu/Sn (bronze). Estes pós metálicos são utilizados em pequenas quantidades, de preferência, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, de maior preferência, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 7% em peso, com base no polímero. O pó metálico possui tipicamente um tamanho de partícula não maior do que cerca de 100 pm, de preferência, menos de cerca de 60 pm. Pelo menos cerca de 75% em peso e, de preferência, pelo menos cerca de 90% das partículas de pó metálico terão um tamanho de partícula no intervalo de cerca de 1 a 100 pm.

O pó metálico pode simplesmente ser misturado a seco com pó de copolímeros processáveis por fusão de TFE e formados em pellets, por compactação física ou por extrusão por fusão em um fílamento(s) que é(são) então cortado(s) para formar o que conhecemos no estado da técnica por pellets, geralmente referindo ao filamento cortado por fusão, ou cubos, geralmente se referindo ao filamento cortado após o resfriamento. Por conveniência, o termo "pellef, será utilizado para incluir ambos os pellets e cubos. Os pellets são tipicamente de cerca de 3.000 a 4.000 pm de diâmetro e de cerca de 1.000 a 2.000 pm em comprimento. Também há "minicubos", que são apropriados para a utilização de acordo com a presente invenção. Os minicubos são extrudados e cortados na forma de cubos, mas variam em comprimento de cerca de 200 a 2.000 μηη, e são de cerca de 1.000 pm de diâmetro, conforme descrito na patente US 6.632.902. Os minicubos são incluídos como "pellets" conforme este termo é utilizado no presente.

Para uma mistura a seco mais eficiente, é desejável que o pó metálico e o pó de perfluoropolímero processável por fusão seja similar ao tamanho. Para uma descrição do pó de perfluoropolímero processável por fusão, vide a patente US 4.714.756 (o endurecimento a quente descrito naquela patente não é necessária para a mistura a seco de acordo com a presente invenção). A extrusora é selecionada para fornecer uma mistura uniforme adequada do pó metálico e do pó de perfluoropolímero para fabricar a mistura de pó metálico - perfluoropolímero. Isto pode ser realizado com uma extrusora de fuso simples ou uma extrusora de duplo fuso, a primeira propiciando uma melhor mistura se isto fosse necessário. O projeto do fuso, tal como a presença dos elementos de mistura, também podem ser selecionados para otimizar a mistura sem abusar do polímero.

O "pó" conforme utilizado no parágrafo anterior inclui o termo "conta", algumas vezes utilizado para o fluoropolímero destinado para as aplicações de moldagem por rotação conforme descrito na patente US 4.714.756. O tamanho da partícula do pó é tipicamente inferior a cerca de 500 pm. Alternativamente, o pó metálico pode ser misturado a seco com o perfluoropolímero já peletizado e alimentado a uma extrusora para fabricação dos pellets da mistura de pó metálico e do perfluoropolímero. A mistura a seco é feita à temperatura ambiente. Com a grande disparidade no tamanho dos pellets de perfluoropolímero e do pó metálico, uma melhor mistura na extrusora pode ser necessária.

As misturas de pó metálico - perfluoropolímero descritas nos parágrafos anteriores podem ser de uma composição rica no pó metálico, tal que os pellets resultantes podem ser utilizados como "concentrado" que podem ser "recebidas" pela mistura com o perfluoropolímero adicional (não contendo pó metálico) na fabricação de revestimento de perfluoropolímero com a quantidade desejada de pó metálico. No caso do concentrado, a quantidade do pó metálico nos pellets pode exceder os 10% em peso, descritos acima como o máximo preferível para o revestimento de perfluoropolímero.

Não é necessário pelletizar a mistura seca de pó metálico - perfluoropolímero antes de fabricar o revestimento de perfluoropolímero. Se desejado, a mistura seca pode ser extrudada diretamente para fabricar o revestimento de perfluoropolímero.

Se for desejável estabilizar o copolímero com um tratamento de fluoração, conforme será descrito abaixo, tal tratamento será realizado antes da mistura seca, tal que o flúor não reage com o pó metálico. O revestimento pré- formado da presente invenção compreende, em adição ao pó metálico, um copolímero processável por fusão de tetrafluoroetileno/ perfluoro(alquil vinil éter).

Por processável por fusão entende-se que o polímero pode ser processado no estado fundido, isto é, fabricado a partir do fundido em artigos moldados, tais como filmes, fibras, e tubos, etc., que exibem rigidez suficiente e resistência a ser útil em seus propósitos pretendidos. Os exemplos de tais copolímeros processáveis por fusão de tetrafluoretileno (TFE) e pelo menos um monômero copolimerizável perfluorado (comonômero) presente no polímero em quantidade suficiente para reduzir o ponto de fusão do copolímero substancialmente abaixo daquele do homopolímero TFE1 politetrafluoretileno (PTFE), por exemplo, em uma temperatura de fusão não superior a cerca de 315° C. Os comonômeros utilizados na presente invenção são o perfluoro(alquil vinil éter) (PAVE)1 em que o grupo alquila linear ou ramificado contém de 1 a 5 átomos de carbono. Os monômeros PAVE preferidos são aqueles em que o grupo alquila contém 1, 2, 3 ou 4 átomos de carbono. Os copolímeros TFE/ PAVE resultantes são geralmente referidos como polímero PFA. O copolímero pode ser fabricado utilizando diversos monômeros PAVE. No caso do copolímero TFE/ perfluoro(propil vinil éter)/ perfluoro(metil vinil éter) (TFE/ PPVE/ PMVE), o fabricação se refere ao polímero como MFA. Os perfluoropolímeros preferidos de acordo com a presente invenção são o PFA (copolímero TFE/ PAVE), TFE/ HFP/ PAVE, em que PAVE é PEVE e/ou PPVE (este terpolímero fabricado para uso comercial possui, em geral, uma maior porcentagem em peso do teor de HFP que o teor de PAVE, e é freqüentemente considerado um membro da família FEP dos copolímeros) e MFA.

O copolímero processável por fusão é fabricado pela incorporação de uma quantidade de comonômero no copolímero a fim de fornecer um copolímero que possui, tipicamente, uma taxa de fluxo por fusão de cerca de 0,1 a 100 g/ 10 min conforme medido de acordo com a norma ASTM D-1238 na temperatura em que é padrão para o copolímero específico. De preferência, a velocidade do fluxo de fusão é de 0,5 a 50 g/ 10 min. Tipicamente, a viscosidade de fusão irá variar de cerca de 102 Pa.s a 106 Pa.s, de preferência, de cerca de 103 a 105 Pa.s medido a 372° C pelo método da norma ASTM D-1238 modificado conforme descrito na patente US 4.380.618.

O perfluoropolímero da presente invenção é, de preferência, não elastomérico, isto é, ele é perfluoroplástico possui um ponto de fusão em um calor de fusão de pelo menos 3 J/g, de preferência, pelo menos cerca de 9 J/g. Isto é medido pela calorimetria de varredura diferencial (DSC). A norma ASTM D-3418 descreve o método.

A temperatura de fusão do revestimento irá variar de acordo com sua composição. Por temperatura de fusão entende-se a temperatura no pico da endoterna de fusão obtida pela análise DSC. Como meio de exemplo, o copolímero de tetrafluoroetileno/ perfluoro(propil vinil éter) funde a cerca de 305°C. O copolímero de tetrafluoroetileno/ perfluoro(metil vinil éter)/ perfluoro(propil vinil éter) (MFA) possui um ponto de fusão entre estas temperaturas de fusão, em geral, cerca de 290°C.

O perfluoropolímero de acordo com a presente invenção pode possuir grupos terminais instáveis que, sob aquecimento, podem decompor em produtos voláteis, tais como dióxido de carbono e fluoreto de hidrogênio, que podem causar bolhas e espaços vazios durante a extrusão. O polímero preparado pela polimerização aquosa tende a possuir grupos terminais instáveis. O polímero fabricação pela polimerização não aquosa (um método é descrito na patente US 5.981.673) utilizando um iniciador apropriado possui poucos ou nenhum grupo terminal instável e não precisa de tratamento adicional para reduzir a concentração dos grupos terminais instáveis.

Conforme descrito no documento EP 0.226.668 e na patente US 4.743.658, o copolímero pode ser estabilizado pela exposição das partículas de copolímeros ao flúor por um tempo suficiente para reduzir a população do grupo terminal instável no copolímero a menos do que cerca de 80/ 106 átomos de carbono presentes no copolímero. Este tratamento de flúor pode ser utilizado nas partículas de copolímero utilizadas na presente invenção para atingir o mesmo ponto final, menos de cerca de 80 grupos terminais instáveis/ 106 átomos de carbono, de preferência, menos de cerca de 50, de maior preferência, menos de cerca de 10, e de maior preferência, ainda, menos de cerca de 3 grupos terminais instáveis/106 átomos de carbono. Os exemplos de grupos terminais instáveis são -COOH, -CONH2, -CH2OH, -CO2CH3, -CF=CF2, e -COF. A exposição destes grupos terminais ao flúor converte estes grupos terminais instáveis em grupos terminais CF3 muito estáveis. A análise para os grupos terminais instáveis está descrita na patente US 4.743.658.

O revestimento pré-formado é, de preferência, fabricado pela extrusão do perfluoropolímero e do pó metálico, de preferência, misturado e peletizado em uma etapa anterior conforme descrito acima. A extrusão é realizada, de preferência, utilizando um molde para fabricar o revestimento pré- formado, geralmente, na forma de um tubo se uma tubulação circular for revestida. O diâmetro externo da tubulação é selecionado com as dimensões da tubulação e visualizando o método de trazer a tubulação e o revestimento juntos. O revestimento pré-formado também poderia ser fabricado por moldagem giratória.

Nas aplicações onde a pureza do meio escoável é importante, um revestimento multicamadas pode ser realizado pela co-extrusão. A camada que irá entrar em contato e aderir à tubulação, referida no presente como "camada interna", contém o pó metálico descrito acima. A camada que irá entrar em contato com o meio fluido, referida no presente como a "camada externa", não contém pó metálico ou outra matéria separada do perfluoropolímero. Assim, o perfluoropolímero que entra em contato com o meio escoável é o perfluoropolímero apenas, e não contém contaminantes não-fluoropolímero que podem contaminar o meio escoável. Os perfluoropolímeros que constituem as camadas internas e externas são, de preferência, da mesma composição geral do monômero para uma melhor adesão entre as camadas. Não é necessário que as composições sejam exatamente as mesmas, mas quanto mais próximas elas estão, melhor para a adesão intercamadas. As viscosidades (conforme medido pela taxa de fluxo do fundido) dos polímeros que constituem as camadas internas e externas não precisam ser as mesmas, contanto que os polímeros possam ser co-extrudados com sucesso. A camada interna do revestimento pré-formado se adere à superfície da tubulação, e a camada externa se adere ao revestimento pré-formado, formando desta maneira, um revestimento geral aderente espesso na superfície da tubulação.

O copolímero da camada externa não precisa ser estabilizado, tal como por fluoração ou tratamento úmido a quente, mas é, de preferência, estabilizado de modo a fornecer a superfície quimicamente mais inerte em contato com o meio contido na tubulação sendo revestida. O copolímero pode ser estabilizado pelo tratamento com flúor conforme descrito acima.

A espessura do revestimento para revestir o interior de uma tubulação será dependente do diâmetro da tubulação bem como da utilização pretendida da tubulação. De preferência, a espessura de uma única camada é de cerca de 2 mils a cerca de 500 mils (50,8 pm a 12700 pm). O revestimento pode ser compreendido de múltiplas camadas, cada camada possuindo uma espessura de 2 mils a 500 mils (50,8 μιτι a 12700 pm). Em uma realização preferida que compreenda 3 camadas de 2 mils a 500 mils (50,8 pm a 12700 pm). Em uma realização preferida que compreenda 3 camadas, a primeira camada do revestimento possui uma espessura de cerca de 25 mils a 90 mils (635 pm a 2286 pm), a segunda camada possui uma espessura de cerca de 50 mils a 180 mils, e a terceira camada possui uma espessura de cerca de 50 mils a 180 mils (1270 pm a 4572 pm) maior do que a espessura. Em um revestimento multicamadas, a camada interna do revestimento pré-formado pode ser fina com relação à camada externa do revestimento.

Em uma realização preferida, o revestimento pré-formado inclui uma pluralidade de partículas de barreira que são relativamente inertes ao ataque químico pelo meio escoável ao qual a tubulação será exposta. As partículas formam uma barreira mecânica contra a permeação da água, do solvente e dos gases, tais como oxigênio, através do revestimento na superfície da tubulação. As partículas estão presentes em uma quantidade de cerca de 0,5 a cerca de 10% em peso com base no peso seco total do revestimento pré formado. Tais partículas tendem a alinharem na fabricação do revestimento pré-formado durante os processos de extrusão convencionais e contribuem para a resistência da permeação do revestimento. Uma vez que o oxigênio, o solvente e a água não passam através das partículas, a presença das partículas alinhadas ainda reduzem a velocidade de permeação através do revestimento pré-formado pelo aumento do comprimento da trajetória da superfície externa (exposta ao meio escoável) do revestimento para a superfície interna (em contato com a superfície da tubulação) do revestimento. Em uma realização particularmente preferida, onde o revestimento pré-formado é co-extrudado, as partículas de barreira são incluídas na camada interna.

Alternativamente, uma camada intermediária que é parte do revestimento pré- formado, contendo as partículas de barreira pode ser extrudada entre a camada interna e a camada externa de um revestimento pré-formado em multicamadas.

De preferência, as partículas são partículas no formato de plaquetas. Os exemplos das partículas de cargas no formato de plaquetas típicos incluem mica, floco de vidro e floco de aço inoxidável. As partículas no formato de plaquetas são, de preferência, as partículas de mica, incluindo as partículas de mica revestidas com uma camada de oxido como ferro ou oxido ou titânio. Estas partículas possuem um tamanho de partícula médio de cerca de 10 a 200 μm, de preferência, de 20 a 100 μm, com não mais do que 50% das partículas de flocos possuindo o tamanho de partícula médio de mais do que cerca de 300 μm. As partículas de mica revestidas com uma camada de óxido são conforme descrito nas patentes US 3.087.827 (Klenke and Stratton); US 3.087.828 (Linton); e US 3.087.829 (Linton). As micas descritas nestas patentes são revestidas com óxidos ou óxidos hidratados de titânio, zircônio, alumínio, zinco, antimônio, estanho, ferro, cobre, níquel, cobalto, cromo ou vanádio. As misturas de micas revestidas também podem ser utilizadas.

Nas realizações alternativas, outras partículas podem ser incluídas no revestimento pré-formado. Tais partículas conferem rigidez aprimorada evidenciada pelas melhores propriedades de tensão e elongação, melhor resistência ao desgaste e/ou dissipação térmica reduzida. Um tipo preferido de partícula são as microesferas ocas de cerâmica, tais como as Zeeospheres G850 fornecidas pela 3M Company. Outra partícula preferida é uma fibra de poliamida aromática, tal como as fibrídeos de aramida DuPont Kevlar® ou DuPont Nomex®, polpa ou floco.

Na seguinte discussão da inserção do revestimento pré-formado na tubulação, a superfície do revestimento pré-formado que entra em contato com a superfície da tubulação é a "superfície interna". A superfície interna do revestimento pré-formado que entra em contato com o material escoável na tubulação revestida acabada é a "superfície externa".

Uma tubulação é fabricada de acordo com o processo da presente invenção da seguinte maneira. Tipicamente, a tubulação conforme manufaturada e fornecida, tal como uma tubulação de petróleo, possuirá um revestimento do conservante (inibidor da ferrugem) no interior, superfície relativamente lisa para a resistência à ferrugem. A superfície interna da tubulação pode ser limpa e então tornada áspera, por exemplo, por um jato de abrasão, livrando tal superfície de contaminantes que poderiam interferir na adesão e fornecendo uma superfície mais aderente para a camada primer se utilizada e para o filme pré-formado. Os sabões convencionais e limpadores podem ser utilizados. A tubulação pode ser primeiramente, limpa ao cozer em alta temperatura ao ar, temperaturas de 800°F (427°C) ou maior. A superfície interna limpa é então, de preferência, passada um jato de abrasão, com partículas abrasivas, tais como, areia ou oxido de alumínio ou pode ser tornado áspero, tal como por remoção química, para formar uma superfície áspera para aprimorar a adesão do revestimento pré-formado. O jato de abrasão é suficiente para remover qualquer ferrugem que possa estar presente, suplementando desta forma a limpeza da superfície interna. A rugosa que é desejada para a adesão pode ser caracterizada como uma aspereza média de 1-75 pm Ra conforme medido de acordo com a norma ASTM F-1438.

De acordo com a presente invenção, o revestimento é inserido na tubulação. Existem diversas técnicas comuns para executar isto. Em uma realização "ajuste com folga", o revestimento pré-formado é tubular, com o diâmetro externo do tubo sendo levemente menor do que o diâmetro interno da tubulação a ser revestida. Isto permite que o revestimento seja livremente deslizado dentro da tubulação. Sob aquecimento, o revestimento expande e se adere firmemente ao interior da tubulação.

Em outras certas realizações, o revestimento pré-formado é tubular, com o diâmetro externo da tubulação sendo maior do que o diâmetro interno da tubulação a ser revestida. Em uma realização preferida, o diâmetro externo inicial do revestimento pré-formado é de cerca de 10 a 15% maior do que o diâmetro interno da tubulação. Em uma realização de maior preferência, o revestimento pré formado é aplicado à superfície interna da tubulação de acordo com os ensinamentos da patente US 3.462.825 (Pope et al.) ao conter uma extremidade do revestimento, estirando e reduzindo, desta forma, seu diâmetro externo e então, puxando o revestimento dentro da tubulação de petróleo mecanicamente. Quando o revestimento foi inserido, a tensão é liberada e o revestimento expande em firme engrenagem com a superfície interna da tubulação. Um método preferido para a redução do diâmetro interno é puxar o revestimento dentro da tubulação de petróleo através de um molde de redução conforme ensinado em Pope et al. Os meios alternativos para a redução do diâmetro do revestimento tubular tal como aquele que poderia ser puxado dentro da tubulação de petróleo de menor diâmetro interno inclui (1) puxar o revestimento tubular sob tensão tal que o comprimento do revestimento aumenta e o diâmetro do revestimento diminui conforme descrito na patente US 5.454.419 de Vloedman ou (2) puxar o revestimento tubular através do diâmetro reduzindo os rolos similares a aqueles descritos na patente canadense 1.241.262 (Whyman et al.). Em ambos os casos, uma vez que o revestimento tubular é inserido na tubulação de petróleo, ele é liberado possibilitando que o revestimento expanda em firme engrenagem com a superfície interna da tubulação.

Um método alternativo para produzir uma tubulação revestida é denominado estampagem (swaging). Nesta realização, o filme pré-formado está, de preferência, no formato do revestimento tubular com o diâmetro externo do tubo sendo inferior ao diâmetro interno da tubulação a ser revestida. Em uma realização preferida, o diâmetro externo inicial de dito revestimento tubular é cerca de 10 a 15% inferior ao diâmetro interno da tubulação. A estampagem envolve reduzir mecanicamente o diâmetro de uma tubulação de aço ao redor de um revestimento pela utilização de um dispositivo de estampagem, tal como um Abby Etna Rotary Swager que aplica uma quantidade abundante de força à tubulação através de marteladas, por exemplo, aplicação de 2400 sopros por minuto para que a tubulação se encaixe ao redor do revestimento. Após o revestimento ter sido inserido e a tubulação ter sido "estampada" ao redor do revestimento, a tubulação é aquecida.

Depois do revestimento ter sido inserido na tubulação, a tubulação é então aquecida para aderir a superfície interna do revestimento à superfície interna da tubulação. A tubulação é aquecida pelo aquecimento em forno ou pelo aquecimento por indução, ou outro método de aquecimento. Em uma realização preferida, o forno é equipado com um eixo giratório, tal que a tubulação é girada para obter igual distribuição do calor, tal como, por exemplo, em uma máquina de revestimento por rotação. Por exemplo, seria apropriada a exposição a qualquer fonte de calor suficiente para aquecer, ou em certos casos fundir, apenas a camada externa do revestimento (com a tubulação em contato) sem fundir o restante do revestimento. Isto também poderia incluir, mas sem ficar limitado, por exemplo, ao tratamento a chama e caldeiras de resistência elétrica de alta temperatura. Ainda, outras fontes de calor que podem ser utilizadas incluem o calor de um aquecedor indireto a gás. Uma fonte de calor de duração muito curta também poderia cumprir o objetivo. Os exemplos detalhados de tais fontes de calor intensas incluiriam, mas não estão limitados a, maçaricos oxiacetilênicos e elementos de aquecimento de disilicida de molibidênio (disponível como, elementos de aquecimento Kanthal Super 33 pela Kanthal Corporation, Bethel, Connecticut). Em tal disposição, um controle de temperatura muito preciso poderia ser obtido. Isto é porque mudanças modestas na temperatura do forno resultariam em pequenas diferenças de temperaturas no revestimento da superfície interna. A temperatura do forno requerida seria, então, determinada empiricamente pelo ajuste da velocidade em que a tubulação se move através da zona aquecida e da temperatura de dita região.

Esta técnica foi aplicada com sucesso para a produção de monofilamentos (vide, por exemplo, o documento USP 4.921.668, Anderson, et al. da DuPont and US 5.082.610, Fish, et al. da DuPont) mas não foi aplicada às tubulações revestidas até agora. Estas e outras mudanças no mecanismo de aquecimento podem ser todas executadas sem se desviar do espírito da presente invenção.

Quando a indução por calor é utilizada, ao invés de aquecer em um forno, o aquecimento é aplicado no exterior da tubulação para aquecer a tubulação. A indução por aquecimento de um componente metálico é obtida ao passar corrente elétrica de alta freqüência por uma bobina que circunda um objeto de trabalho. Este, por sua vez, induz um campo eletromagnético de alta freqüência na peça; O campo magnético induz correntes no objeto de trabalho e a resistência elétrica da peça ao fluxo de corrente ocasiona o aquecimento da peça.

O calor na tubulação é suficiente para causar a expansão do revestimento contra a superfície interna da tubulação e aderir o revestimento à superfície da tubulação. A temperatura máxima da tubulação varia de acordo com o copolímero particular sendo utilizado, e pode ir de 760°F (404°C), com a extremidade inferior deste intervalo de temperatura sendo 690°F (366°C). O tempo para a aderência irá depender da temperatura de aquecimento utilizada, mas o tempo de exposição para a temperatura máxima está tipicamente no intervalo de 40 minutos a 5 horas. Q uando o aquecimento por indução é utilizado, o tempo de exposição na temperatura máxima está, tipicamente, no intervalo de segundos.

No processo de aquecimento por indução da presente invenção, a tubulação se move na proximidade a uma bobina de indução do calor em uma taca de varredura de cerca de 1 a 30 polegadas por minuto (2,5-75 cm/ min), de preferência, cerca de 10-20 polegadas por minuto (25-50 cm/ min). Alternativamente, uma bobina de indução do aquecimento pode ser movida na proximidade para a tubulação nestas taxas de varredura.

De acordo com o processo da presente invenção, após a etapa de aquecimento, a tubulação é então resfriada. A taxa de resfriamento pode ser controlada de modos diferentes. As opções para o resfriamento incluem (1) resfriamento ao ar à temperatura ambiente ou (2) por meio de anéis de resfriamento, jatos de água, etc. Com a presente invenção, as tubulações podem ser movidas ao longo da bobina de indução de aquecimento, ou vice versa, tal que se pode, processar tubulações grandes sem a necessidade de um forno de convecção padrão, volumoso, que requer um grande investimento de capital.

Além disso, o processo da presente invenção possibilita que o revestimento seja aderido no campo, permitindo uma construção ou reparo no local, que aumenta significativamente a flexibilidade de aplicação do revestimento.

Quando um revestimento é aplicado na superfície interna da tubulação, a expansão do revestimento pré-formado d urante a etapa de aquecimento, enquanto teoricamente maior do que a expansão da tubulação é restringida pela tubulação (quando o revestimento está sendo aplicado ao interior da tubulação) e também é limitada pelo efeito de relaxamento do aquecimento do revestimento para a condição de fundido ou quase fundido. Conforme a tubulação resfria, há uma tendência do revestimento pré- formado encolher. O encolhimento do revestimento durante o resfriamento inicia a partir desta condição relaxada e então alcança o encolhimento da tubulação. Sob esta condição, é surpreendente que a adesão do revestimento seja mantida durante o resfriamento. De modo inesperado, a adesão entre a tubulação e o revestimento pré-formado é suficiente para evitar que o revestimento seja puxado para longe da tubulação. Na presente invenção, a expansão adaptada do estado da técnica anterior para o revestimento de uma tubulação é aprimorada pelo revestimento possuindo um pó metálico. O revestimento resultante bem aderido à tubulação resiste à separação e às características de encurvamento dos revestimentos que não incluem tais pós.

Nas realizações onde o revestimento pré-formado é aplicado à superfície externa de uma tubulação, o revestimento pré-formado é tubular com o diâmetro externo do tubo sendo levemente maior do que o diâmetro externo da tubulação a ser revestida. Para tal realização, o revestimento tubular pode ser ajustado sobre a tubulação como uma manga, seguido pelo aquecimento e resfriamento conforme descrito acima.

Nos sistemas do estado da técnica anterior onde a adesão de um revestimento é mais fraca, o gás é capaz de permear através do revestimento para corroer o encanamento nos casos onde o gás é corrosivo, tal como dióxido de enxofre, e para exercer pressão na superfície interna do revestimento. Isto resulta no empolamento e no eventual curvamento do revestimento para restringir e possivelmente bloquear o interior da tubulação. As tubulações da presente invenção são capazes de resistir à acumulação de fluidos (gases e/ou líquidos) que podem permear através do revestimento e prevenir, desta forma, a acumulação do material na interface da tubulação e do revestimento. Isto retarda enormemente uma falha catastrófica. Além disso, o revestimento pré-formado da presente invenção é suficientemente espesso e livre de defeito de modo a minimizar a passagem do material corrosivo na superfície da tubulação.

Portanto, por todas as razões anteriores, as tubulações da presente invenção são capazes de suportar as condições adversas da produção de petróleo. Estas tubulações são capazes de suportar condições do reservatório típicas que são pelo menos de cerca de 250°F (121°C) e 7.500 psi (52 MPa), com 275°F (135°C) e 10.000 psi (69 MPa) sendo bastante comum. As tubulações da presente invenção também são capazes de suportar condições tão elevadas quanto 350°F (177°C) e 20.000 psi (138 MPa) presente em algumas reservas de alta temperatura/ alta pressão. O perfluoropolímero de maior ponto de fusão, PFA, é preferido como o perfluoropolímero para o revestimento pré-formado em serviços de temperatura elevada, tal como este.

A presente invenção também é aplicável às tubulações utilizadas na Chemical Processing Industry (CPI), em especial naquelas aplicações que requerem alta pureza e aquelas aplicações onde as temperaturas, tais como aquelas descritas acima são encontradas. As temperaturas CPI de pelo menos cerca de 350°F (177°C) e mesmo tão elevadas quanto 400°F (204°C) são utilizadas. As tubulações da realização preferida da presente invenção mostram resistência à permeação superior às substâncias químicas corrosivas devido ambas a sua construção, isto é, revestimento pré formado espesso, e sua forte aderência à superfície interna da tubulação. As tubulações revestidas da presente invenção são capazes de suportar as condições descritas acima para o serviço contínuo, por exemplo, por pelo menos cerca de 30 dias, de preferência, pelo menos cerca de 60 dias e, de maior preferência, pelo menos cerca de 12 meses.

O revestimento pré formado é impermeável aos materiais corrosivos presentes no petróleo e apresenta uma superfície não aderente ao petróleo, enquanto que os materiais orgânicos presentes no petróleo que se tornam insolúveis a medida em que o petróleo resfria, não se aderem ao revestimento e a restrição do fluxo de petróleo e a obstrução são evitados. Portanto, o revestimento pré-formado da presente invenção é capaz de fornecer isolamento ao oleoduto para aliviar a mudança das condições subterrâneas quentes para os feitos da superfície terrestre mais fria, resistindo desta maneira ao deposito de materiais orgânicos e inorgânicos insolúveis. Em adição, o revestimento pré formado da presente invenção possui maior resistência à abrasão da areia e pedras contidas no petróleo e aos efeitos das ferramentas que raspam na superfície interna da tubulação a medida em que estes instrumentos estão sendo descidos dentro dos poços para diversas operações de medida ou serviços. Os revestimentos pré- formado da presente invenção resistem ambos à penetração e ao desgaste.

Por causa de todas as vantagens citadas acima, a presente invenção é capaz de reduzir a deposição de pelo menos um dos asfaltenos, ceras de parafina e crostas inorgânicas em pelo menos cerca de 40%, de preferência, pelo menos cerca de 50%, quando comparado à superfície interna de dito oleoduto sem dito revestimento estando presente. Estas reduções também são realizadas em comparação ao revestimento da tubulação com apenas uma resina epóxi na superfície interna da tubulação.

De fato, as reduções de pelo menos cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80% e até pelo menos cerca de 90% foram obtidas. De preferência, estas reduções se aplicam a pelo menos dois dos materiais de deposição e, de maior preferência, a todos os três. Assim, com o revestimento pré-formado da presente invenção, a deposição em um oleoduto de pelo menos um dos asfaltenos, ceras de parafina e crostas inorgânicas podem ser reduzidas em pelo menos cerca de 40% quando comparado à superfície interna de dito oleoduto sem o revestimento estando presente. Em adição, o revestimento pré-formado fornece proteção contra a corrosão na superfície interna da tubulação.

Métodos de Teste

Teste de Adesão

O teste de adesão é realizado utilizando uma norma ASTM D 3167 Standard Test Method for 90 Degree Peel Test of Adhesives. O equipamento do teste é o mesmo conforme descrito na norma ASTM.

Este equipamento permite que um ângulo de 90° seja mantido entre o revestimento pré-formado e o substrato (tubulação de aço carbono) durante todo o teste. Os espécimes teste são Vz (1,3 cm) de tiras amplas cortadas verticalmente a partir das tubulações de teste.

Os espécimes das tubulações de aço carbono revestidas pré- formadas de cerca de 4" (10 cm) de diâmetro interno (ID) são divididos em pedaços para realizar os testes de adesão. Os espécimes teste são cada um cerca de 12 polegadas de comprimento. A resistência à descamação (lbf/ in) é medida sobre pelo menos 3 polegadas, (desconsiderando pelo menos a primeira polegada da descamação conforme sugerida na norma ASTM D 6862- 04) e é relatada como um valor médio. A boa aderência é considerada como sendo um mínimo de 10 Ibf/ in (10 Ibf/in, 1750 N/m).

Exemplos

Resinas de Fluoropolímero

FP 1 é PFA: resina de copolímero TFE/ PPVE contendo de 3 a 4,5% em peso de PPVE possuindo uma taxa de fluxo de fusão de 5 a 7,5 g/10 min e um tamanho de partícula médio de cerca de 350 a 400 pm.

FP 2 é PFA: resina de copolímero TFE/ PEVE contendo de 5 a 8% em peso de PEVE possuindo uma taxa de fluxo de fusão de 14 a 23 g/10 min e um tamanho de partícula médio de cerca de 800 pm. FP3 é PFA: resina de copolímero TFE/ PPVE contendo de 3 a 4,5% em peso de PPVE possuindo uma taxa de fluxo de fusão de 14 a 22 g/ 10 min e um tamanho de partícula médio de 1/8"/125 mils (3,2 mm) (pellets).

FP 4 é PFA: resina de copolímero TFE/ PPVE contendo de 3 a 4,5% em peso de PPVE possuindo uma taxa de fluxo de fusão de 5 a 7,5 g/10 min e um tamanho de partícula médio de 1/87 125 mils (3,2 mm) (pellets).

FP 5 é PFA: resina de copolímero TFE/ PPVE contendo de 3 a 4,5% em peso de PPVE possuindo uma taxa de fluxo de fusão de 1,5 a 3,2 g/ 10 min e um tamanho de partícula médio de 1/87 125 mils (3,2 mm) {pellets).

FP 6 é PFA: resina de copolímero TFE/ PPVE contendo de 3 a 4,5% em peso de PPVE possuindo uma taxa de fluxo de fusão de 5,0 a 7,5 e um tamanho de partícula médio de 400 pm (0,4 mm) (contas).

Exemplo 1

Um revestimento PFA pré formado é realizado utilizando a resina PF- 1 ao misturar a seco o pó PFA com pó de zinco a 1% em peso e formando o revestimento por meio da moldagem giratória da resina dentro de um revestimento tubular em uma tubulação de aço carbono a qual um agente de liberação, tal como o FreeKote 700 NC fabricado pela Henkel Loctite Corp, foi aplicado. Para este exemplo, uma tubulação possuindo um ID de 4"é preenchido com a mistura do pó de PFA/ Zn. As coberturas de extremidades são utilizadas para conter o pó na tubulação. A tubulação é colocada em uma máquina de moldagem giratória convencional onde ela é aquecida a 700°C (371°C) por 30 minutos enquanto gira acerca de 2 eixos para fabricar o revestimento pré-formado. O revestimento pré- formado é então liberado da tubulação. O diâmetro externo do revestimento pré- formado é cerca do mesmo que diâmetro interno da tubulação. Embora se produza um revestimento por moldagem giratória, seria esperado que fosse mais econômico extrudar os revestimentos pré-formados e o método utilizado neste exemplo é apenas para fins ilustrativos.

O interior da tubulação é então limpo e jateado com areia. O revestimento pré-formado é inserido dentro da tubulação e a mesma é retornada para a máquina de moldagem por rotação. A tubulação é aquecida em diversas temperaturas por quantidades variadas de tempo conforme mostrada na Tabela 1, enquanto é girada acerca de um eixo. As coberturas de extremidades são utilizadas para conter o revestimento tubular na tubulação. Tal processo leva a aderência do revestimento pré-formado na tubulação. As espécimes da tubulação são submetidas aos testes de adesão e os resultados são mostrados na Tabela 1 abaixo. Todos os espécimes mostraram boa adesão acima de 10 Ibf/ in (1.750 N/m), acima de 20 Ibf/ in (3.500 N/m), e até acima de 25 Ibf/in (4.400 N/m).

Tabela 1

<table>table see original document page 29</column></row><table> <table>table see original document page 30</column></row><table>

Exemplo 2

Neste exemplo, a tubulação de aço carbono é revestida utilizando um procedimento similar conforme descrito no Exemplo 1, com a exceção de que o pó FP-2 é utilizado para formar o pó da mistura contendo 1% em peso de zinco. As tubulações possuindo um ID de 1" são utilizadas para formar revestimentos com uma espessura entre 90 mils (2,3 mm) pela moldagem por rotação a 700° F (371° C) por 60 minutos. As tubulações possuindo um ID de 4" (10 cm) são utilizadas para formar revestimentos com uma espessura entre 90 mils (2,3 mm) pela moldagem por rotação a 700° F (371° C) por 45 minutos.

Após os revestimentos terem sido formados e liberados das tubulações, as tubulações são jateadas com areia conforme descrito no Exemplo 1. Os revestimentos pré-formados são inseridos nas tubulações e as mesmas são retornadas à máquina de moldagem por rotação. Para as tubulações de 1" (2,5 cm) ID1 as temperaturas que variam entre 690°F (366°C) e 740°F (393°C) são utilizadas para aquecer a tubulação com rotação acerca de um eixo por 60 minutos. Para as tubulações de 4" ID1 as temperaturas que variam entre 700°F (371°C) e 760°F (404°C) para os tempos que variam de 40 a 180 minutos são utilizadas para aquecer a tubulação com rotação acerca de um eixo. To das as tubulações são visualmente inspecionadas ao dividir a tubulação na metade. Os revestimentos não podem ser retirados da superfície da tubulação indicando boa adesão do revestimento à tubulação.

Exemplo 3

Os revestimentos pré formados são fabricados ao misturar seqüencialmente FP- 1, FP-2, FP-3, FP-4 e FP-5 com 1% em peso de pó de zinco e alimentar as misturas separadamente em uma extrusora. A extrusora é uma extrusora comercial fabricada pela Davis Standard Division of Compton & Knowles Corporation (Pawcatuck, Connecticut), Model # DS 15 HM1 produzindo revestimentos tubulares possuindo um OD no intervalo de 1/8" (3,2 mm) to 1" (25,4 mm) de diâmetro. As tubulações de aço carbono possuindo um ID que varia de 1/8" a 1" de diâmetro são revestidas após terem sido limpas e jateadas com areia de acordo com o mesmo procedimento descrito no Exemplo 1, combinando os revestimentos pré formados com tubulações de tamanhos similares pela inserção de revestimentos nas tubulações e aquecimento das mesmas. Estas tubulações foram aquecidas a 740°C (393°C) com rotação por tempos que variam de 1 a 3 horas. Todas as tubulações são visualmente inspecionadas ao dividir a tubulação na metade. Os revestimentos não podem ser retirados da superfície da tubulação indicando boa adesão do revestimento à tubulação.

Exemplo 4

Similar ao método de extrusão descrito no Exemplo 4, um revestimento pré-formado é extrudado a partir de uma mistura FP 6 misturada com 1% em peso de zinco e 0,5% em peso de mica para formar um revestimento tubular de Vz (12,7 mm) de diâmetro. Uma tubulação de aço carbono pequena com ID de 1/4" (12,7 mm) de diâmetro é jateada com areia antes da inserção do revestimento pré formado tubular. A tubulação é aquecida a 740°F (393°C) com rotação por 90 minutos. A tubulação as é visualmente inspecionada ao dividir a tubulação na metade. O revestimento não pode ser retirado da superfície da tubulação indicando boa adesão do revestimento à tubulação.

O Exemplo anterior demonstra a aderência do revestimento dos copolímeros processáveis por fusão de TFE da presente invenção, conforme mostrado pelos dados de resistência à descamação. Tais revestimentos possuem boa ou melhor aderência do que as tubulações revestidas com copolímero ETFE não contendo zinco bem como copolímero de PFA contendo zinco que são formados pelas técnicas de revestimento por rotação convencionais. Os resultados enfatizam o importante aprimoramento comercial na obtenção de bons revestimentos de adesão pela utilização de um processo mais econômico para produzir uma tubulação com um revestimento pré- formado bem aderido.

Claims (17)

1. TUBULAÇÃO, caracterizada pelo fato de que possui um revestimento pré-formado aderido sobre a superfície interna e externa da tubulação, em que o revestimento pré-formado compreende um copolímero processável por fusão de tetrafluoroetileno e perfluoro (alquil vinil éter) e uma quantidade eficaz de pó metálico para aderir o revestimento à tubulação.

2. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pó metálico é selecionado a partir do grupo que consiste em zinco, cobre e estanho ou suas combinações.

3. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o pó metálico compreende o zinco.

4. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diâmetro interno da tubulação é de 1 polegada (2,5 cm) ou menos.

5. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o grupo alquila linear ou ramificado de dito perfluoro (alquil vinil éter) contém de 1 a 5 átomos de carbono.

6. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o revestimento pré-formado inclui uma pluralidade de partículas de barreira.

7. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as partículas de barreira compreendem flocos de mica.

8. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o revestimento pré-formado compreende uma camada interna e uma camada externa.

9. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o revestimento pré-formado compreende adicionalmente pelo menos uma camada intermediária disposta entre a camada interna e a camada externa.

10. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a camada externa é livre de pó metálico adicionado.

11. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a camada externa consiste essencialmente em copolímero de tetrafluoroetileno/ perfluoro (aiquil vinil éter).

12. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a camada interna compreende uma pluralidade de partículas de barreira.

13. TUBULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente uma camada intermediária disposta entre a camada interna e a camada externa, em que a camada intermediária compreende uma pluralidade de partículas de barreira.

14. PROCESSO PARA A FORMAÇÃO DE UMA TUBULAÇÃO, em que a tubulação possui um revestimento pré-formado que compreende um copolímero de tetrafluoroetileno e perfluoro (aiquil vinil éter) e uma quantidade eficaz de pó metálico para aderir o revestimento à superfície interna da tubulação, sendo o processo caracterizado pelo fato de que compreende formar dito revestimento pré-formado, inserir dito revestimento dentro da tubulação e aderir o revestimento na superfície interna da tubulação.

15. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o revestimento pré-formado e a tubulação são aquecidos.

16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de um revestimento pré- formado compreende co-extrudar uma camada interna e uma camada externa juntas para formar o revestimento pré-formado.

17. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 14 ou -16, caracterizado pelo fato de que a tubulação e o revestimento pré-formado são girados acerca de um eixo único para aquecer a tubulação e o revestimento pré-formado.