BRPI0920073B1

BRPI0920073B1 - Método e aparelho para revestir um tubo ou uma seção de tubo e método para unir tubos

Info

Publication number: BRPI0920073B1
Application number: BRPI0920073-8A
Authority: BR
Inventors: Leif Leidén; Sven Sjöberg; Rauno SMATT
Original assignee: Uponor Infra Oy; Borealis Ag
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2019-05-28
Also published as: EA201170445A1; EP2181832A1; BRPI0920073A2; AR074067A1; EA021450B1; US20110248072A1; EP2181832B1; WO2010049353A1; CA2741605C; CA2741605A1

Abstract

método e aparelho para revestimento de tubos e seções de tubo método e aparelho para o revestimento de um tubo ( 2) ou uma seção de tubo com uma camada de pelo menos um polímero. o método compreende fornecer um tubo (2) ou uma seção de tubo tendo uma superfície externa que define a periferia do tubo ou da seção de tubo, aplicar sobre a superfície externa do tubo ou seção de tubo uma camada de pelo menos um material de polímero em estado fundido usando um bocal (3), que é montado em um transportador capaz de se deslocar ao longo da periferia do tubo (2) ou da seção de tubo, e que deslocar o transportador ao longo de pelo menos uma parte da periferia durante a aplicação do material de polímero para formar uma camada sobre a superfície do tubo (2) ou da seção de tubo. a superfície externa do tubo ou seção de tubo sendo localmente aquecida por aquecimento por indução, antes da aplicação do material de polímero sobre a dita superfície. a presente invenção é particularmente útil para revestimento de juntas de campo em dutos.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA REVESTIR UM TUBO OU UMA SEÇÃO DE TUBO E MÉTODO PARA UNIR TUBOS [001] A presente invenção se refere a um método para revestir um tubo ou uma seção de tubo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

[002] De acordo com um método desse tipo, uma camada de pelo menos um material de polímero é aplicado na superfície do tubo ou seção de tubo pelo menos ao longo de uma parte da periferia da mesma.

[003] A presente invenção também compreende um aparelho de acordo com o preâmbulo da reivindicação 18 para a aplicação de um revestimento de polímero na superfície de um tubo.

[004]Tubos de aço revestidos com camadas de polímeros, tais como polietileno ou polipropileno, têm sido utilizados em oleodutos e gasodutos por um longo tempo. Esses tipos de tubos são mecanicamente fortes e têm boa resistência à corrosão ao longo da parte revestida do tubo. Eles geralmente são soldados entre si utilizando técnica SAW (Soldagem por Arco Submerso) para formar um encanamento. Para facilitar a união por solda dos tubos no local da construção, um comprimento de tubo normalmente é deixado sem revestimento em ambas as extremidades na fábrica onde o revestimento de polímero é geralmente aplicado sobre a superfície do tubo.

[005]Juntas soldadas em campo, ou seja, as juntas formadas nos canteiros de obra, são sensíveis à corrosão. Por esta razão, uma camada de revestimento deve ser espalhada sobre a circunferência da solda e nas partes dos tubos não

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2/27 revestidas adjacentes à solda, de modo a cobrir completamente a junta soldada e protegê-la da umidade e da água no ambiente.

[006]Inúmeras maneiras de produção de revestimentos protetores para juntas de campo soldadas são conhecidas do estado da técnica. Convencionalmente, as juntas soldadas são cobertas por uma película de polietileno (luva retrátil), que pode ser envolta e retraída ao redor da articulação para cobrir a solda. Este método é responsável por cerca de 65% dos revestimentos de juntas de campo em caso de tubos de aço revestidos de polietileno. Outra opção é proporcionar a circunferência da solda com uma cobertura de resina de poliuretano ou de epóxi. Esses revestimentos podem ser aplicados sobre o tubo usando pistolas. Outras alternativas são representadas por aplicação de fita adesiva à máquina, fita de superfície fundida, aplicação manual de fita adesiva e moldagem por injeção. Algumas destas técnicas dão origem a bons resultados de revestimento, mas são difíceis, senão impossíveis, para uso em condições de campo e algumas técnicas não dão proteção adequada contra a corrosão.

[007] Um objetivo da presente invenção é eliminar pelo menos uma parte dos problemas relacionados com o estado da técnica e proporcionar um novo método de revestimento de tubos.

[008] Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um novo tipo de aparelho para revestimento de tubos.

[009]A presente invenção é baseada na ideia de aplicar pelo menos um material de polímero

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3/27 na forma de uma película ou uma folha fundida na superfície do tubo ou seção de tubo a partir de um molde móvel ou bocal. Em particular, a película ou folha de polímero fundido é aplicada no tubo de um molde que é montado sobre um transportador, que pode ser movido ao longo da periferia do tubo ou seção de tubo. Além disso, a fim de melhorar a aderência do material de polímero com a superfície exterior do tubo ou seção de tubo, uma área limitada da superfície é aquecida por aquecimento por indução antes ou simultaneamente com a aplicação da película ou folha de polímero.

[0010] Um aparelho de acordo com a presente invenção compreende

- um transportador móvel, que é capaz de se deslocar em torno da periferia do tubo ou da seção de tubo;

- um molde plano ligado a uma fonte de um polímero fundido e montado no transportador móvel para aplicar uma camada de polímero na forma fundida na superfície de um tubo ou seção de tubo, e

- meios de aquecimento por indução colocados em frente ao molde na direção de percurso do transportador.

[0011] Além disso, o aparelho compreende, em combinação com as características acima, um meio de nivelamento para nivelar a camada de polímero derretido formado na superfície do tubo ou seção de tubo.

[0012] Mais especificamente, o presente método é caracterizado principalmente pelo

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4/27 que é definido na parte caracterizante da reivindicação 1.

[0013] O aparelho de acordo com a invenção é caracterizado pelo que está estabelecido na parte caracterizante da reivindicação 16.

[0014] São obtidas vantagens consideráveis por meio da presente invenção. Assim, o método e aparelho de acordo com a presente invenção podem ser utilizados para revestimento de juntas de campo de dutos, mas também pode ser usado para aplicações de outros revestimentos, onde uma camada de material de polímero deve ser aplicada sobre a superfície de um tubo ou de um substrato similar. Portanto, a invenção também pode ser usada para reparar vários revestimentos poliméricos. O aparelho é leve, amigável ao operador e de fácil utilização em condições de campo. O equipamento descrito abaixo pode ser movido e operado com um trator com reboque e um guindaste - todos os equipamentos sendo colocados no trailer. O guindaste pode ser usado para mover uma tenda para proteção fora da área de cobertura e o molde e a plataforma de uma junta para a próxima. Na maioria das vezes não é necessário um resfriamento, mas este pode ser efetuado, por exemplo, com sopro de ar ou com um pano molhado. A área coberta pode ser facilmente reparada, se necessário, com uma máquina de solda portátil.

[0015] É importante notar que, quando usado para produzir um revestimento de campo comum, o resultado do presente método e aparelho será tão bom como um revestimento de fábrica e a presente invenção é plenamente operacional em condições de

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5/27 campo, levadas em conta todas as condições climáticas. A presente invenção pode ser usada para revestimento de seções de tubos ou tubos inteiros. A presente invenção também pode ser utilizada para o revestimento da área em torno de uma junta soldada ou realizada de outra forma entre dois tubos, como será discutido abaixo.

	[0016]	Os meios	de aquecimento	por
indução	localizados	excluirão	a necessidade de	uma
fase ou estação	separada	(estacionária)	de
aquecimento.
	[0017]	Ao usar	o aquecimento	por
indução	localizado,	também é	possível reduzir o
consumo	total de	energia	necessária para	o
aquecimento da superfície de revestimento.	Uma
redução	de cerca de 50 a 90%	do consumo total	de
energia	pode ser	alcançada	em alguns casos.	A

unidade de aquecimento por indução localizada pode ser adicionalmente usada tanto para pré-aquecimento quanto para o aquecimento real do tubo. O préaquecimento ajudará na reticulação do primer.

[0018] Com o aquecimento por indução, a temperatura de preaquecimento será ajustada prontamente em função da temperatura exterior no local da instalação. Assim, em alguns locais (em clima quente), uma temperatura inferior a 150° C pode ser suficiente, enquanto em clima frio, temperaturas de até 200° C podem ser necessárias.

[0019] Em seguida, a invenção será examinada mais de perto com o auxílio de uma descrição detalhada e com referência aos desenhos.

[0020] A Figura 1 mostra a vista lateral da estrutura de um dispositivo de

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6/27 revestimento de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que o molde móvel é disposto em um transportador que é proporcionado com um recipiente intermediário para polímero fundido.

[0021] A Figura 2 mostra a mesma modalidade em vista em perspectiva.

[0022] As Figuras 3a a 3c mostram o processo de extrusão de uma película de polímero na superfície com o auxílio de uma modalidade da presente invenção, em que uma película de polímero derretido é extrudada na superfície de um tubo utilizando um molde móvel diretamente ligado a uma extrusora.

[0023] O método para revestir um tubo ou uma seção de um tubo com uma camada de polímero de acordo com a presente invenção geralmente compreende, em combinação, as etapas de

- proporcionar um tubo ou uma seção de tubo tendo uma superfície externa que define a periferia do tubo ou seção de tubo;

- aplicar na superfície externa do tubo ou seção de tubo uma camada de pelo menos um material de polímero no estado fundido com um bocal ou molde, que é montado em um transportador capaz de se deslocar ao longo da periferia do tubo ou seção de tubo, e

- mover o transportador ao longo de pelo menos uma parte da periferia durante a aplicação do material de polímero para formar uma camada que cobre pelo menos uma parte da superfície do tubo ou seção de tubo, [0024] De acordo com uma modalidade, o método de acordo com a presente invenção é

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7/27 utilizado para produzir um polímero tendo uma camada de amplitude ou largura determinada, em que o material é aplicado sobre a superfície do tubo ou seção de tubo utilizando um molde plano com uma largura da abertura de fenda essencialmente correspondente à largura da camada predeterminada.

[0025] Geralmente, a amplitude predeterminada é da ordem de 10 a 2500 mm, em especial, cerca de 50 a 1000 mm, normalmente cerca de 100 a 750 mm.

[0026]

Na prática, a película de polímero fundida aplicada sobre a superfície do tubo, ou seção de tubo, é nivelada após a aplicação. Ao nivelar o material de polímero, é possível, até certo ponto, ajustar a espessura da camada de modo a que ela corresponda a uma espessura pré-selecionada do revestimento. É importante, no entanto, quando do nivelamento, que eventuais bolhas de ar entre a camada de polímero e superfície revestida possam ser removidas e um revestimento justo e hermético seja alcançado.

[0027] O nivelamento pode ser realizado manualmente ou usando uma ferramenta separada. No entanto, de acordo com uma modalidade particularmente preferida, o transportador móvel é proporcionado com um meio de nivelamento, como será explicado em detalhes.

[0028] De acordo com uma modalidade preferida, o transportador é movido ao longo da periferia do tubo ou seção de tubo por uma distância essencialmente correspondente a um comprimento pré-selecionado do revestimento de polímero. É preferível ter um deslocamento de

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8/27 transportador de pelo menos 180 graus e, em particular, de pelo menos 360 graus ao longo da periferia do tubo ou seção de tubo para fornecer uma camada de polímero que cubra metade ou toda a superfície externa ao longo da periferia. Uma modalidade permite várias camadas envolventes consecutivas, por exemplo, ao mover o transportador por um caminho em forma de espiral ao longo da periferia do tubo ou seção de tubo para fornecer uma camada de polímero. Nesse caso, é particularmente vantajoso que cada camada seguinte se sobreponha parcialmente à camada precedente, pelo que pode ser produzida uma camada de vedação hermética e justa. Para alcançar um caminho de forma espiral, o tubo pode ser axialmente transferidos durante o revestimento.

[0029] A película de polímero pode ter qualquer dimensão desejada, mas normalmente tem uma espessura na faixa de 0,01 mm a 10 mm, de preferência cerca de 0,1 mm a 7 mm, em especial, cerca de 0,5 mm a 5 mm. A largura da película é de cerca de 1 mm a 1500 mm, de preferência cerca de 5 mm a 1.250 mm, em particular cerca de 10 mm a 1000 mm. O comprimento é vantajosamente de cerca de ¼ da periferia a cerca de 20 vezes a periferia, embora este não seja um limite. Em geral, por exemplo, para cobrir uma área/solda de campo, cerca de 1 a 10 camadas sucessivas de sobreposição parcial de películas de polímero bastam.

[0030] O revestimento pode incluir uma película de apenas um material de polímero, mas também pode ser formado de uma estrutura de

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9/27 múltiplas camadas, onde existem películas de dois ou mais materiais poliméricos.

[0031] Pelo menos uma das películas pode ser um polímero espumado. Normalmente, a camada de revestimento superficial ou de pele é

composta	por uma camada	de polímero sólido.
	[0032] Como	já indicado acima,	o
material	de polímero é	aplicado na forma de	uma
película	derretida. A	película é produzida	de

preferência com um bocal de extrusão ou molde de extrusão, que é capaz de transformar um material de polímero fundido em uma película de polímero tendo uma largura essencialmente correspondente à largura pré-selecionada da camada de revestimento. Qualquer molde, tal como uma matriz plana, capaz de produzir uma película ou folha derretida do material de polímero utilizado, pode ser aplicado e está incluído na definição de molde de extrusão e bocal de extrusão. Ou seja, esta expressão deve ser interpretada no sentido de englobar qualquer molde ou bocal capaz de formar uma película através da alimentação de um polímero fundido. Naturalmente, moldes ou bocais de película multicamada também podem ser usados.

[0033] Como é conhecido no estado da técnica, a seção transversal do canal de fluxo na entrada de um molde plano é tipicamente um círculo ou um retângulo com uma proporção pequena. No molde, esta secção transversal inicial é gradualmente transformada em um retângulo de grandes proporções necessário para extrusão de chapas. A geometria do canal em um molde plano é

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10/27 concebida de forma a prever uma velocidade uniforme na saída do molde.

[0034] O molde está conectado a pelo menos uma fonte de material de polímero fundido.

Esta fonte é normalmente selecionada do grupo de extrusoras, misturadores de parafuso aquecidos recipientes de armazenamento.

Para produzir a película de múltiplas camadas, é possível conectar o molde a duas ou mais fontes de material de polímero.

[0035]

Uma fonte típica de polímero derretido é uma extrusora convencional, onde a matéria-prima compreendendo granulados de polímero é aquecida antes da alimentação através de uma alimentação de parafuso para a ferramenta de extrusão. É possível conectar o molde à extrusora para fornecer uma alimentação direta de polímero derretido para o molde. A extrusora pode ser substituída por uma extrusora de parafuso aquecida que pode ser preenchida com granulados de polímero e em que o polímero possa ser fundido. Esse misturador de parafuso pode ser montado no transportador.

[0036]

Em vez de alimentação direta, o polímero fundido aquecido pode ser intermediariamente armazenado no transportador. Este armazenamento intermediário pode ser formado por, por exemplo, um cilindro, que é preenchido com a massa de polímero fundido e a partir do qual pode ser pressionado para fora através do molde para o tubo. O cilindro é aquecido e/ou bem isolado, e pode ser montado na mesma armação que o molde. O cilindro pode ser aquecido com aquecedores de

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11/27 resistência elétrica colocados sobre o cilindro. Para esvaziar o recipiente de armazenamento intermediário, este é fornecido de preferência com um pistão, que é operado hidraulicamente ou pneumaticamente, isto é, em geral, com qualquer meio de pressão, ou é operado eletricamente. Em vez de um pistão, um parafuso transportador pode ser usado. De acordo com uma modalidade preferida, o recipiente de armazenamento intermediário é substituível como um cartucho, o que torna fácil uma mudança de polímero durante a operação.

[0037] A espessura da camada de polímero pode ser controlada ajustando a espessura da película de polímero extrudada do molde. A distância do bocal (espessura de abertura) é geralmente de 0,1 mm a 50 mm, de preferência cerca de 1 mm a 10 mm, em especial, cerca de 1,5 a 5 mm. Alternativamente, usando um transportador capaz de se deslocar a uma velocidade ajustável, também é possível controlar a espessura da película extrudada a partir do bocal através da velocidade do transportador. Nesse caso, o material de polímero é tipicamente extrudado a partir de uma matriz plana a uma taxa de extrusão essencialmente constante. Naturalmente, uma combinação das duas alternativas pode ser usada.

[0038] A velocidade do transportador pode ser livremente regulada. Dependendo da espessura da película e do consumo de material de polímero, ela é tipicamente na faixa de cerca de 0,01 m/min a 20 m/min, por exemplo, cerca de 0,1 m/min a 5 m/min, em especial, cerca de 0,3 m/min a 2 m/min.

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12/27 [0039] A espessura da camada de polímero - e a aderência da camada ao tubo ou seção de tubo - também é influenciada pelos meios de nivelamento utilizados para alisamento e aplainamento da camada de polímero depositada sobre a superfície. O nivelamento significa geralmente aplicar uma força geralmente perpendicular ao material de polímero. Isto significa que o meio de nivelamento pode ser, por exemplo, um rolo ou uma lâmina.

[0040] Em uma modalidade, o rolo tem um eixo central e uma superfície elástica. A superfície é ajustável na direção do eixo central para se ajustar ao perfil da superfície do tubo ou seção de tubo na parte a ser revestida. Para este propósito, o rolo pode compreender um rolo/cilindro integral ou pode ser formado por várias seções cilíndricas do mesmo diâmetro ou até mesmo por diâmetros um pouco diferentes. A superfície elástica pode ser obtida pelo uso de materiais de silicone ou borracha. Geralmente, a dureza da superfície elástica é de cerca de 10 a 30Shore A.

[0041] Um meio de nivelamento na forma de uma lâmina também pode ser rígido ou elástico, preferencialmente elástico.

[0042] Geralmente, é preferível que a superfície do meio de nivelamento seja capaz de seguir a superfície superior do tubo ou seção de tubo de tal forma que aplaina a camada de polímero firmemente contra a superfície. A superfície dos meios de nivelamento é também adaptada para as propriedades adesivas do polímero fundido para fornecer liberação fácil.

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13/27 [0043] De acordo com uma modalidade particularmente preferida já mencionada acima, o meio de nivelamento é montado sobre o mesmo transportador móvel que o bocal de extrusão/molde plano. Uma maneira de realizar essa modalidade compreende a extrusão, a partir do molde plano, de uma película sobre os meios de nivelamento e a transferência dos meios de nivelamento para a superfície exterior do tubo ou seção de tubo. Neste caso, os meios de nivelamento funcionam como um aplicador, aplainando e nivelando a película, enquanto a transfere para a superfície do tubo ou seção de tubo.

[0044] É possível, entretanto, espalhar a película de polímeros sobre a superfície externa do tubo também diretamente a partir da matriz plana, por exemplo, por revestimento de nãocontato (revestimento de cortina), em que o meio de nivelamento plano usado para aplainar a camada de polímero depositada sobre a superfície.

[0045] Em uma modalidade preferida, o material polimérico é aplicado sobre uma superfície, compreendendo pelo menos parcialmente uma parte não revestida de um tubo de aço revestido de polímero. A seção de tubo pode incluir o perímetro de solda entre dois tubos adjacentes, que são soldados uns aos outros. A circunferência de solda e as partes adjacentes do tubo de aço sem revestimento, incluindo as extremidades adjacentes do revestimento de polímero, são revestidas para vedar bem o perímetro de solda contra umidade, ar e água.

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14/27 [0046] Outras aplicações do presente método incluem reparos de revestimentos poliméricos, revestimento de tubulações de qualquer polímero em geral, e também de outros materiais diferentes de polímeros, como metais.

[0047] De acordo com uma modalidade preferida, o transportador móvel pode ser guiado para movimento em torno da periferia do tubo ou seção de tubos através de cintas e meios de guia. Esses meios são exemplificados abaixo por meio de correntes para acionamento de tração, mas vários cintos e cabos também podem ser usados. O transportador pode, naturalmente, ser pressionado contra o tubo e movimentado ao longo da periferia também manualmente ou por meio de um suporte externo e estruturas de manipulação.

[0048] De acordo com uma modalidade particularmente preferida, a superfície externa do tubo ou seção de tubo é aquecida imediatamente antes da aplicação do material de polímero fundido. Normalmente, a superfície externa é aquecida a uma

temperatura na	faixa	de 60° C a 300	° C,	em
particular a ce	rca de	80° C a 250° C	antes	do
revestimento.
[0049]	No	presente contexto,	aquecido
imediatamente	antes	de” significa	que	a

temperatura da superfície aquecida não cai significativamente após o aquecimento e antes do revestimento. Normalmente, não é permitido que a temperatura caia mais de 20% a partir da temperatura que o tubo foi aquecido. De acordo com uma modalidade preferida, é permitido que a

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15/27 temperatura caia 20 graus ou menos, de preferência, menos de 10 graus, em especial de 5 graus ou menos.

[0050] Em todas as aplicações acima, o tubo ou seção de tubo é revestido com pelo menos um polímero termoplástico, por exemplo, um polímero selecionado do grupo consistindo de poliolefinas, em especial de polietileno e polipropileno, e poliolefinas modificadas. Uma classe particularmente interessante de polímeros é formada por poliolefinas autoportantes, divulgada mais detalhadamente no pedido de patente EP 06010822, intitulado

Estrutura compreendendo camada ou perfil de poliolefina com adesão reforçada, depositado em 26/05/2006, cujo conteúdo é incorporado aqui como referência.

Essas poliolefinas compreendem grupos promotores de adesão, em especial grupos polares, por exemplo, grupos selecionados a partir do grupo de acrilatos, como metilacrilatos, metilmetacrilatos, propilacrilatos, butilacrilatos, ácidos carboxílicos, tais como o ácido maleico, e aminas.

[0051] Grupos de poliolefinas com promoção de adesão, de preferência polares, podem, por exemplo, ser preparados por copolimerização de monômeros de olefinas com compostos comonômeros contendo tais grupos ou por enxerto de compostos apropriados na estrutura de poliolefina após a poliolefina ter sido produzida. Se for usada copolimerização para a produção de poliolefinas com grupos de promoção de adesão, é preferível que seja produzido um copolímero polar que compreenda um copolímero de etileno com um ou mais comonômeros selecionados de acrilatos de alquila C1 a C6,

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16/27 metacrilatos de alquila C1-C6, monômeros hidróxi funcionais, monômeros anidrido funcionais, por exemplo, 2-hidroxietil(met)acrilato, ácido acrílico, ácido metacrílico, acetato de vinil e vinil silanos. Por exemplo, o copolímero polar também pode ser um terpolímero de etileno, um dos

monômeros acima mencionados e	um vinil	silano. O
copolímero também	pode	conter	estruturas
ionoméricas (como, por	exemplo,	em tipos	de Surlyn
da DuPont).
[0052] Se	for usado enxerto	para obter

a poliolefina com grupos de promoção de adesão como agente de enxerto, qualquer agente desse tipo pode ser usado que seja conhecido como adequado para esse fim pela pessoa versada na técnica.

[0053] Preferencialmente, o agente ácido de enxerto é um ácido carboxílico insaturado ou um derivado deste, tais como anidridos, ésteres e sais (tanto metálicos quanto não metálicos).

Preferencialmente, o grupo insaturado está em conjugação com o grupo carboxílico. Exemplos de tais agentes de enxertia incluem vinil silanos, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido nádico, ácido citracônico, ácido itacônico, ácido crotônico e seus anidridos, sais de metais, amidas ou imidas de 5 ésteres.

[0054] Os agentes preferenciais de enxertia são o ácido maleico, seus derivados, tais como anidrido de ácido maleico, e em particular de anidrido de ácido maleico.

[0055] O enxerto pode ser feito por qualquer processo conhecido no estado da técnica, tal como enxerto em uma fusão sem um solvente ou em

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17/27 solução ou em dispersão ou em um leito fluidizado. De preferência, o enxerto é realizado em uma extrusora aquecida ou misturador, como por exemplo, descrito nos documentos US 3.236.917, US 4.639.495, US 4.950.541 ou US 5.194509. O conteúdo desses documentos é aqui incluído como referência. De preferência, o enxerto é realizado em uma extrusora de duplo parafuso, como descrito no documento US 4.950.541.

[0056] O enxerto pode ser realizado na presença ou ausência de um iniciador de radical, mas é preferencialmente realizado na presença de um iniciador radical, como um peróxido orgânico, peréster orgânico ou hidroperóxido orgânico.

[0057] Como mencionado, de preferência, os grupos polares na poliolefina são selecionados a partir de acrilatos, por exemplo, metilacrilatos, metilmetacrilatos, propilacrilatos, butilacrilatos, ácidos carboxílicos, como o ácido maleico e aminas.

[0058] A resina base é composta por um tipo de poliolefina ou por uma mistura de dois ou mais tipos de resinas. Preferencialmente, a poliolefina da resina base é composta de um homoou copolímero de etileno e/ou um homo- ou copolímero de propileno ou uma mistura destes. A concentração de grupos de promoção de adesão na poliolefina é tipicamente 0,01 a 5,0 mol%, de preferência cerca de 0,02 a 1,0 mol %, calculado a partir da quantidade total de monômeros de olefinas na composição de poliolefina.

[0059] Os métodos, como discutidos acima, são realizados, preferencialmente, por

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18/27 primeiro aquecer a superfície externa da seção de tubo ou do tubo. Pelo aquecimento da superfície pode ser alcançada melhor aderência da película à superfície externa. A temperatura é selecionada em função das propriedades do polímero e do tempo de aquecimento. Geralmente, não é necessário aquecer a superfície à temperatura de fusão do polímero.

[0060] De preferência, a superfície do tubo é aquecida a uma temperatura na faixa de 60° a 300° C antes do revestimento. O aquecimento da superfície é realizado com meios de aquecimento montados no transportador. Estes meios de aquecimento são preferencialmente montados antes do meio de nivelamento e do molde na direção de progressão do transportador.

[0061] Assim, de acordo com uma modalidade preferida, o meio de aquecimento inclui meio de aquecimento por indução montado no transportador. Os meios de aquecimento fornecerão localmente o aquecimento da superfície.

[0062] Geralmente a expressão localmente refere-se ao fato de que apenas uma parte limitada do total da área é aquecida. De preferência, a área localmente aquecida se estende por menos da metade do perímetro do tubo ou seção de tubo na direção transversal do eixo central do tubo.

[0063] A largura da zona aquecida se estende apenas um pouco além das bordas laterais da película de polímero aplicada, geralmente a parte da área aquecida que se estende em uma direção transversal à direção de propagação do

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19/27 transportador além das bordas da película, é inferior a 50% da largura total da área.

[0064] Normalmente, a área local aquecida se estende pelo menos essencialmente por toda a largura da camada de polímero aplicada à superfície externa.

[0065] De acordo com uma modalidade, a área localmente aquecida se estende na direção de propagação do transportador pelo menos 1/72 partes, de preferência pelo menos 1/36 partes, em especial pelo menos 1/18 partes, apropriadamente cerca de 5 a 50% do total da periferia da seção de tubo ou tubo.

[0066] Os meios de aquecimento podem compreender uma bobina de aquecimento para o aquecimento indutivo, e uma fonte de energia para fornecimento à bobina de aquecimento de sinais de corrente ou pulsos. A bobina de aquecimento é indutivamente acoplada ao tubo ou seção de tubo. A bobina gera um fluxo magnético, com base no sinal de pulso de corrente, para o aquecimento indutivo do tubo ou da seção de tubo. De acordo com uma modalidade preferida, o sinal é um sinal de pulso de corrente com harmônicos de alta frequência.

[0067] Os meios de aquecimento por indução podem ser proporcionados com refrigeração com água ou sem água.

[0068] Exemplos de meios de aquecimento adequados capazes de atingir efeitos de aquecimento localmente limitados podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes americanas US 7.034.263, US 7.034.264 e US 7.279.665, cujo conteúdo é aqui incorporado como referência.

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20/27 [0069] Nos aquecedores por indução, por exemplo, do tipo acima identificado, o dispositivo de geração de sinal pode ser qualquer gerador de pulsos convencional, tal como um tiristor, um retificador de silício controlado ou um transistor bipolar de porta integrada. A frequência da linha pode ser 50 ou 60 Hz. Em geral, os harmônicos de alta frequência nos pulsos são preferencialmente mantidos - a presença de tais harmônicos aumenta significativamente a potência transferida por indução para a seção de tubo ou tubo.

0070]

O gerador de pulso pode ser montado sobre o transportador ou, de preferência, pode ser estacionário e ligado a um cabo à unidade de aquecimento no transportador.

[0071] Geralmente o consumo de energia é moderado - é geralmente suficiente direcionar a energia da ordem de 10 W a 100 kW, geralmente cerca de 100 W e 100 kW para o tubo ou seção de tubo a ser localmente indutivamente aquecido.

[0072] A área indutivamente aquecida é, dependendo do diâmetro do tubo ou seção de tubo, convencionalmente de cerca de 10 a 10.000 cm², em especial, cerca de 100 a 5.000 cm², normalmente cerca de 200 a 3000 cm².

[0073] Normalmente, durante o aquecimento, a área não revestida do tubo próxima ao final (geralmente cerca de 100 a 500 mm de largura em cada tubo), bem como uma parte do revestimento de polímero adjacente é aquecida. A largura da área aquecida é, portanto, dependendo do

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21/27 tubo real, de cerca de 200 a 1000 mm, em especial, cerca de 250 a 750 mm.

[0074] Antes que a superfície seja revestida, é possível modificar a superfície do tubo ou seção de tubo por contato da mesma com um agente de condicionamento para melhorar a aderência entre a camada de polímero e a superfície. Naturalmente, a superfície é limpa, de preferência antes de qualquer outro tratamento. A limpeza pode ser realizada, por exemplo, jateamento de pellets ou de brita ou por jato de areia.

[0075] Em seguida, algumas modalidades da presente invenção serão examinadas mais de perto com o auxílio dos desenhos para ilustrar a utilização da invenção para o revestimento de juntas soldadas em campo. Nas Figuras 1 e 2, são utilizadas as seguintes referências numéricas:

estrutura tubo conjunto de bocal cilindros de alimentação rolos de nivelamento motor

12a, 12b anéis de retenção para eixo corrente

15a, 15b rodas aquecedor indutivo esticador de corrente

22, 23 rodas de corrente mangueira de pressão [0076] Como mostrado nas Figuras 1 e

2, o dispositivo móvel de revestimento compreende uma estrutura 1 suportada sobre dois conjuntos de

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22/27 rodas 15 para se deslocar ao longo da superfície de um tubo 2. O transportador 1, 15a, 15b é preso ao tubo 2 com o auxílio de pelo menos uma corrente 14 - na modalidade de acordo com o desenho, há duas correntes - dispostas em um laço em volta do tubo e tendo um comprimento superior à circunferência do tubo 2. A corrente de tração 14 acopla rodas de corrente 22, 23 na armação, pelo menos algumas das quais sendo rigidamente montadas na mesma linha (eixo) que as rodas 15 e mantidas no lugar com anéis de fixação 12a, 12b. Um esticador de corrente 19 é proporcionado para manter a tensão adequada da corrente para manter o transportador 1, 15a, 15b pressionado contra a superfície.

[0077] Na direção de movimento, o transportador 1, 15a, 15b compreende um meio de aquecimento 16 (não mostrado na Figura 2) na forma de um aquecedor de indução. Nas proximidades dos meios de aquecimento existe um molde plano 3, que é alimentado com polímero fundido a partir de um cilindro 4, que pode ser preenchido com quantidade calculada de polímero fundido necessária para cobrir uma superfície predeterminada de um tubo. O cilindro 4 e o molde 3 são interligados por uma mangueira de pressão 27. O cilindro é fornecido com um meio de esvaziamento, por exemplo, um pistão, que empurra polímero derretido a partir do cilindro 4 e através da mangueira 27 para o molde 3. Como mencionado acima, também é possível alimentar o polímero derretido diretamente de uma extrusora para o molde, como ilustrado nas Figuras 3a a 3c.

[0078] Perto das rodas da frente 15, há um rolo aplicador/de nivelamento 5, que

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23/27 transfere uma película de polímero extrudado a partir do molde 3 para a superfície do tubo 2. O rolo 5 é carregado com uma mola (não mostrada) que o pressiona contra a superfície do tubo.

[0079] O transportador é impulsionado por um motor elétrico 6, que é conectado às rodas de acionamento 15a, 15b. Normalmente, o molde percorre uma volta ao redor do tubo, porém, em casos especiais, várias voltas podem ser feitas,

dependendo	da espessura da camada	desejada ou	da
combinação	de materiais. Durante	esta	operação	a
junta de	campo será extrudada	com	polímeros
fundidos.
	[0080] Na Figuras 1	e 2,	o molde	é

alimentado a partir de um recipiente intermediário montado no transportador móvel. Em uma modalidade, um tubo de aço revestido foi revestido com uma película de poliolefina de 3 mm de espessura com uma largura de 500 mm a uma velocidade de 0,7 m/min, com um consumo total do polímero de 60 kg/h.

[0081] As Figuras 3a a 3c mostram o funcionamento de um molde móvel 36, que é alimentado diretamente a partir de uma extrusora 32 através da mangueira de pressão 34. Ao tubo a ser revestido foi dado a referência numérica 30 e ao rolo aplicador, a referência 38. Os números mostram como o tubo é revestido pelo deslocamento do transportador ao redor do tubo.

[0082] O método de revestimento de acordo com a invenção pode ser realizado da seguinte forma:

[0083] Em primeiro lugar, a superfície do tubo ou seção de tubo - por exemplo, uma junta

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24/27 de campo entre dois tubos de aço revestidos com poliolefina - é limpa. Isso pode ser feito com ferramentas abrasivas, por exemplo, jateamento de pellets ou de brita ou por jato de areia.

[0084] Após a etapa de limpeza, a superfície é pré-aquecida. É possível aproveitar o calor da operação de soldagem das juntas dos tubos (pré e pós-aquecimento da zona de solda). No entanto, como já foi referido, o transportador está devidamente dotado de meios de aquecimento separados, em especial meios de aquecimento por condução.

[0085] Apesar de aquecimento adicional não ser necessário convencionalmente, este pode, se assim se desejar, ser alcançado por aquecedores de IR. Também é possível o aquecimento através de chama de gás. De preferência, o aquecimento é

realizado de tal forma	que apenas	a	superfície do
tubo é	aquecida.
	[0086] Em	aplicações	de	revestimento
fixas,	geralmente em	fábricas	e	barcaças, o
aquecimento indutivo	estacionário	pode ser

utilizado como complemento, por exemplo, para a etapa de pré-aquecimento.

[0087] No entanto, como já foi salientado, com a presente invenção, é possível também usar meios móveis de aquecimento por condução tanto para pré-aquecimento quanto para aquecimento.

[0088] A superfície limpa e aquecida é então tratada com materiais adequados. Os materiais são escolhidos para um projeto dependendo da especificação; é possível fazer com que a

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25/27 superfície do aço se torne quimicamente menos ativa, por exemplo, com um tratamento de cromato ou sulfato. Diferentes primers, alternativamente ou adicionalmente, podem ser espalhados sobre a superfície. Eles podem ser selecionados a partir de composições que compreendem:

epóxi líquido de um componente;

epóxi líquido de dois componentes (base + endurecedor);

spray de epóxi em pó;

materiais organosiliconados sozinhos, e materiais organosiliconados + passivação [0089] Após uma etapa prétratamento/preparação com primer, os adesivos e revestimentos de topo (por exemplo, a camada de revestimento de polímero) são aplicados.

[0090] Revestimentos poliméricos típicos são à base de poliolefinas ou outros polímeros termoplásticos. Modalidades exemplificativas compreendem polietileno, polipropileno, adesivos em forma de pó ou derretidos, SAPO (poliolefinas autoportantes, ou seja, materiais que podem ser utilizados sem adesivos separados). Também são possíveis revestimentos multicamadas, onde duas ou mais camadas são depositadas sobre a superfície, simultaneamente ou consecutivamente.

[0091] Em campo, os operadores (operários de revestimento) normalmente necessitam dos seguintes equipamentos:

- uma extrusora de pequeno porte, de preferência a mais simples e leve possível, para produzir um polímero fundido;

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-	de preferência	dois	cilindros	para
polímeros	fundidos	(um em	uso	e outro	para
enchimento)	^;
-	uma	unidade	de jateamento	para
limpeza da	seção de	junta de campo;

- um compressor de ar para o movimento do jateamento ou do pistão pneumático;

- o dispositivo de revestimento acima

descrito, que é	preso ao	cano	de	preferência
através de duas	correntes	ou	meio de cinta
equivalente;
- uma	fonte de energia	elétrica para o
aquecimento do tubo e da	área	de	sobreposição
preferencialmente	montados ao	molde	^;

um gerador de eletricidade, e sistema hidráulico para o funcionamento do cilindro.

	[0092]	Na	operação, a área	de
aplicação	FJ pode	ser	colocada dentro de	uma
barraca.
	[0093]	Como	discutido acima,	a

presente invenção pode ser usada para revestimento de diferentes tubos. Os diâmetros dos tubos podem variar, geralmente na faixa de cerca de 200 mm a 3500 mm. Normalmente, na modalidade particularmente preferida, onde a invenção é utilizada para revestimento de juntas de campo entre tubos revestidos com poliolefina, os diâmetros dos tubos estão na faixa de cerca de 250 mm a 1500 mm.

[0094] Deve ainda ser salientado que, de acordo com uma modalidade, o movimento relativo entre o transportador e o tubo também pode ser obtido pela rotação do tubo enquanto se mantém o

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27/27 transportador em posição estacionária.

Essa modalidade pode ser aplicada em espaços internos, por exemplo, fábricas.

[0095]

De acordo com uma modalidade específica, um aquecedor indutivo (efeito nominal kW) utilizado para pré-aquecimento aquecimento de um tubo de aço revestido de poliolefina com um diâmetro de 508 mm e uma espessura de mm.

pré-aquecimento foi realizado com um efeito de 5

10%, ou seja, cerca de 2 a 4 kW para aquecer o aço a uma temperatura de 60° C antes da aplicação do primer (EP). O revestimento real com polietileno foi realizado com um efeito de a 40% do efeito de saída do aquecedor para aumentar a temperatura para cerca de 200° C.

[0096]

Note-se que, com o uso de aquecedores convencionais consumo de energia é apenas fixos condutivos, o a 20% com o presente aquecedor localizado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para revestir um tubo (2; 30) ou uma seção de tubo, com uma camada de pelo menos um polímero, compreendendo as etapas de:

- proporcionar um tubo (2; 30) ou uma seção de tubo tendo uma superfície externa que define a periferia do tubo ou da seção de tubo;

- aplicar, na superfície externa do tubo ou seção de tubo, uma camada de pelo menos um material polimérico em estado fundido usando um bocal (3), que é montado em um transportador (1, 15a, 15b; 36) capaz de se deslocar ao longo da periferia do tubo (2) ou da seção de tubo, e

- mover o transportador (1, 15a, 15b;

36) ao longo de pelo menos uma parte da periferia durante a aplicação do material de polímero para formar uma camada cobrindo pelo menos uma parte da superfície do tubo (2; 30) ou seção de tubo, a superfície externa do tubo ou seção de tubo sendo aquecida localmente por aquecimento por indução antes da aplicação do material de polímero sobre a superfície, o método sendo caracterizado pelo aquecimento local ser realizado usando um meio de aquecimento por indução montado no transportador na frente do bocal (3).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por usar um molde plano (3) que está montado no transportador (1, 15a, 15b) e ligado a uma fonte (4) de material de polímero fundido.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo

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2/5 transportador (1, 15a, 15b; 36) ser movido por um percurso em forma de espiral ao longo da periferia do tubo (2; 30) ou seção de tubo para fornecer uma camada de polímero, onde cada camada seguinte se sobrepõe parcialmente à camada precedente.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo material de polímero ser desenvolvido em uma película de polímero tendo uma largura essencialmente correspondente à largura préselecionada da camada de revestimento.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo material de polímero ser nivelado com um meio de nivelamento (5; 38), que aplica uma força geralmente perpendicular ao material de polímero para aplainar a camada de polímero contra a superfície externa do tubo (2; 30) ou da seção de tubo.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo meio de nivelamento ser montado sobre o transportador móvel (1, 15a, 15b; 36).
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo material polimérico ser extrudado a partir do molde plano (3) a uma taxa de extrusão essencialmente fixa, e a espessura da película ser controlada ajustando a velocidade do transportador móvel (1, 15a, 15b).
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo tubo (2; 30) ou seção de tubo ser revestido com pelo menos um polímero termoplástico.

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9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo polímero termoplástico ser selecionado do grupo consistindo de poliolefinas, em especial polietileno e polipropileno, incluindo poliolefinas autoportantes, e poliolefinas substituídas.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pela superfície externa do tubo (2; 30) ou seção de tubo ser aquecida imediatamente antes da aplicação do material de polímero fundido.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pela superfície externa do tubo (2; 30) ou seção de tubo ser aquecida a uma temperatura na faixa de 80° C a 300° C antes do revestimento.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pela área localmente aquecida se estender pelo menos essencialmente ao longo de toda a largura da camada de polímero aplicada à superfície externa.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pela área localmente aquecida se estender na direção de propagação do transportador por pelo menos 1/72 partes, de preferência pelo menos 1/36 partes da periferia total do tubo (2; 30) ou tubo de seção.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pela área localmente aquecida se estender por menos do que a metade do perímetro do tubo (2; 30) ou seção de tubo no sentido transversal do eixo central do tubo.

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15. Método para unir tubos, em especial tubos de aço revestidos de poliolefina, em que:

- as extremidades de dois tubos de aço revestidos são ajustadas uma contra a outra;

- os tubos de aço são soldados juntos para formar uma junta, e

- a junta é revestida com pelo menos uma camada de um material capaz de selar a junta contra o ar e a umidade, o método sendo caracterizado pelo fato de proporcionar a junta com um revestimento usando um método do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.
16. Aparelho para revestir um tubo (2;

30) ou seção de tubo, tendo uma superfície externa que define a periferia do tubo ou seção de tubo, compreendendo:

- um transportador móvel (1, 15a, 15b;

36), que é capaz de se deslocar em torno da periferia do tubo (2; 30) ou seção de tubo;

- um molde (3) conectado a uma fonte (4; 32) de um polímero fundido para formar uma película de polímero, o molde sendo montado no transportador móvel (1, 15a, 15b; 36), e

- um meio de nivelamento (5; 38) capaz de nivelar e aplainar a película de polímero de encontro à superfície externa do tubo (2; 30) ou seção de tubo, o aparelho sendo caracterizado pelo fato de o transportador exibir adicionalmente um meio de aquecimento por indução colocado em frente ao molde na direção de propagação do transportador.

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17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o transportador (1, 15a, 15b; 36) é capaz de se deslocar pelo menos 360 graus ao longo da periferia do tubo (2; 30) ou seção de tubo para fornecer uma camada de polímero que cobre a superfície externa ao longo da periferia.
18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que o molde compreende um molde plano (3) capaz de formar o material de polímero em uma película de polímero tendo uma largura essencialmente correspondente à largura pré-selecionada da camada de revestimento.
19. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de que o meio de aquecimento é capaz de aquecer uma área de superfície externa que se estende pelo menos por toda a amplitude da película de polímero.
20. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que o meio de aquecimento é capaz de aquecer localmente uma área que se estende na direção de propagação do transportador por pelo menos 1/72 partes, de preferência, pelo menos 1/36 partes do total de periferia do tubo (2; 30) ou seção de tubo.