ES2349716T5

ES2349716T5 - Revestimiento de plástico de múltiples capas para protección anticorrosiva con propiedades mejoradas

Info

Publication number: ES2349716T5
Application number: ES06763627.4T
Authority: ES
Inventors: Heinz Vogt; Peter Josef Gronsfeld; Klaus Schmidt
Original assignee: Basell Polyolefine GmbH; Muelheim Pipecoatings GmbH
Current assignee: Basell Polyolefine GmbH; Muelheim Pipecoatings GmbH
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2014-12-22
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: US8192798B2; RU2413615C2; CA2610202C; RU2007145659A; CN101227983A; ES2349716T3; BRPI0611851A2; DE502006007535D1; WO2006134077A1; CN101227983B; CA2610202A1; EP1879703B1; PL1879703T3; JP4979694B2; JP2008543540A; US20090233029A1; EP1879703B2; PL1879703T5; ATE475489T1; EP1879703A1

Description

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DESCRIPCIÓN

Revestimiento de plástico de múltiples capas para protección anticorrosiva con propiedades mejoradas

La invención se refiere a un revestimiento y a un procedimiento para revestir superficies externas. La invención se refiere en especial a un procedimiento para revestir superficies externas de conductos tubulares de acero con un polímero reticulable bajo la acción del agua.

En el sentido de esta invención, por “conductos tubulares de acero” se entiende cuerpos huecos que son adecuados para el transporte de medios corporales tales como gases, fluidos o materiales sólidos.

Los conductos tubulares de acero se usan a nivel mundial para el transporte económico de petróleo y de productos derivados del petróleo, gas, agua, vapor de agua, sólidos y otros medios, desde el lugar donde se los encuentra o produce hasta el consumidor. Los conductos tubulares de acero deben estar protegidos contra la corrosión a efectos de conservar la seguridad operativa o de servicio de los conductos tubulares a lo largo de un intervalo de un tiempo prolongado. A tal efecto, lo usual es proveer los conductos tubulares con una protección anticorrosiva aplicada en el lugar donde se los fabrica. Las técnicas de revestimiento más usuales hoy en día son:

–: revestimientos de una o dos capas con FBE (Fusion bonded Epoxi, epoxi adherido por fusión);

–: revestimiento de tres capas de epoxi, agente promotor de la adherencia y una capa de revestimiento de PE (polietileno) o de PP (polipropileno) no reticulados. Este revestimiento también se designa revestimiento MAPEC.

Sin embargo, sólo se da la protección anticorrosiva de larga duración si el revestimiento no se daña durante el transporte, tendido y operación de los conductos tubulares. A efectos de evitar que se dañen los revestimientos de FBE durante el transporte y durante los trabajos de tendido, es necesario manipularlos con sumo cuidado. Sin embargo, a pesar de las laboriosas medidas de precaución, los trabajos de reparación son considerables.

A efectos de evitar daños posteriores tanto de los conductos tubulares tendidos revestidos con FBE como de aquellos revestidos con 3 capas durante el servicio, lo usual es encajarlos en una zanja para el conducto tubular, con material de relleno de grano fino, preferentemente arena u otro material molido. En este caso la desventaja es que, para que evitar que se dañen los conductos tubulares, se requiere imperiosamente un material de relleno de grano fino y, por lo tanto, costoso. El encajamiento en la zanja debe efectuarse parcialmente con arena.

La solicitud de patente europea EP 619 343 A1 propone un revestimiento exterior para conductos tubulares, cuya capa externa comprende una composición polimérica reticulada con silano, que consiste en polipropileno y copolímeros de propileno, etileno y otros monómeros. Para la reticulación se coextruye dicho material con un peróxido o con un silano insaturado. En un paso ulterior, el material así obtenido se coextruye otra vez con un catalizador de reticulación. Finalmente, se almacena el material durante varios días bajo agua a efectos de terminar la reticulación. Seguidamente, con el material así tratado se reviste un conducto tubular de acero.

La desventaja de esto es que, para la producción del revestimiento exterior anteriormente mencionado, son necesarios pasos de procedimiento adicionales, laboriosos y, por lo tanto, costosos. No solamente es necesario almacenar la poliolefina reticulada con silano durante varios días bajo agua, lo que compromete las capacidades. Se limitan otras capacidades productivas por el hecho de que es necesario almacenar los conductos tubulares después de la aplicación de las capas intermedias, antes de aplicarse la capa externa de poliolefina reticulada.

El objetivo de la invención es el de superar por lo menos una de las desventajas arriba mencionadas del estado de la técnica. En especial, el objetivo de la invención es el de poner a disposición un procedimiento simplificado para revestir conductos tubulares con un polímero reticulable bajo la acción del agua.

El objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante un procedimiento para el revestimiento de superficies externas de conductos tubulares de acero con un polímero reticulable bajo la acción del agua, procedimiento éste que comprende los pasos siguientes:

a) revestimiento de la superficie externa del conducto tubular de acero con por lo menos un polímero reticulable bajo la acción del agua, presentando el polímero reticulable un HDPE que tiene un injerto de alcoxisilano;

b) reticulación del polímero reticulable mediante acción del agua bajo temperatura elevada, formándose una capa polimérica reticulada, hasta que se llegue a un grado de reticulación de ≥ 30 % a ≤ 80 %.

El grado de reticulación puede representar por ejemplo de ≥ 40 % a ≤ 70 %, preferentemente de ≥ 45 % a ≤65 %, y, con preferencia, aproximadamente 50 %. El grado de reticulación puede determinarse por ejemplo de acuerdo con la norma ISO 10147.

El polímero reticulable bajo la acción del agua utilizado puede comprender HDPE (high density polyethylene; polietileno de alta densidad) en el que se ha injertado alcoxisilano, en un intervalo de ≥ 50 % en peso a ≤ 100 % en peso referido al peso total del polímero reticulable usado. Sin embargo, es también posible que la proporción de

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HDPE se encuentre en un intervalo de ≥ 75 % en peso al 100 % en peso, o en un intervalo de ≥ 98 % en peso a ≤ 100 % en peso.

En el sentido de la invención, el término HDPE como tal se refiere a un polietileno, que antes de la reticulación presenta una densidad de ≥ 0,940 g/cm3 a ≤ 0,965 g/cm3, preferentemente de ≥ 0,945 g/cm3 a ≤ 0,960 g/cm3, con mayor preferencia de ≥ 0,950 g/cm3 a ≤ 0,960 g/cm3, y de manera más preferente aún, de ≥ 0,952 g/cm3 a ≤ 0,955 g/cm3, y/o un índice de fusión, expresado como MFR (190/2,16), de ≥ 0,3 g/10 min a ≤ 10,0 g/10 min, preferentemente de ≥ 1,0 g/10 min a ≤ 8,0 g/10 min, con mayor preferencia aún de ≥ 3,5 g/10 min a ≤ 6,5 g/10 min.

La densidad del HDPE puede determinarse por ejemplo de acuerdo con la norma ISO 1183. El índice de fusión, expresado como MFR (190/2,16), puede determinarse por ejemplo de acuerdo con la norma ISO 1133.

El HDPE puede estar preparado en presencia de un sistema catalítico constituido por un catalizador de Ziegler, Phillips o metaloceno, o de combinaciones de ellos, y de un cocatalizador, por intermedio de una secuencia de reacciones de una etapa o de varias etapas, constituida por pasos de polimerización consecutivos, y puede presentar de manera correspondiente distribuciones de masas molares unimodales o multimodales.

El HDPE puede contener aditivos. Tales aditivos comprenden por ejemplo estabilizadores térmicos y de procesamiento, antioxidantes, agentes para la absorción de la radiación UV, agentes fotoprotectores, desactivadores de metales, compuestos destructores de peróxidos, peróxidos orgánicos, coestabilizadores básicos en cantidades de ≥ 0 a ≤ 10 % en peso, preferentemente de ≥ 0 a ≤ 5 % en peso, constituidos por hollín o negro de humo, pigmentos o combinaciones de los mismos en cantidades totales de ≥ 0 a ≤ 30 %, referido al peso total de la mezcla.

De acuerdo con la invención, los alcoxisilanos injertados sobre la cadena polimérica pueden injertarse por ejemplo mediante la adición de radicales, cicloadición, adición electrófila o reacciones eno sobre la cadena polimérica. Es ventajoso que en calidad de reactantes se seleccionen alcoxisilanos sustituidos con alquenilo tales como ésteres de vinilsilano elegidos del grupo que comprende viniltrimetoxisilano, vinildimetoxisilano, viniltrietoxisilano, viniltriacetoxisilano y/o viniltris(2-metoxietoxi)silano. En este caso, es irrelevante si el proceso del injertado se realiza en un proceso de extrusión por separado, antepuesto, o durante la extrusión de la masa de revestimiento. En este último caso, es posible aplicar simultáneamente con el silano que hay que injertar un ácido de Lewis en calidad de acelerador de la reticulación seleccionado del grupo de los carboxilatos de metales que comprenden compuestos orgánicos de estaño, entre los mismos preferentemente dilaurato de dibutilestaño, dilaurato de dioctilestaño, dicaproato de dibutilestaño, acetato de estaño y caproato de estaño.

De acuerdo con la presente invención el polímero reticulable bajo la acción del agua, preferentemente HDPE, puede presentar un contenido de éster de vinilsilano injertado mediante extrusión reactiva de ≥ 1 % en peso a ≤ 5 % en peso, preferentemente de ≥ 1,4 % en peso a ≤ 2,5 % en peso, con mayor preferencia, de 1,8 % en peso.

La reticulación del HDPE injertado con silano tiene lugar por acción del agua a temperatura elevada. Si bien no deseamos quedar comprometidos con ninguna teoría, se considera que en primera instancia los alcoxisilanos se hidrolizan parcialmente o totalmente con disociación de alcohol dando los correspondientes silanoles. En un paso ulterior, se condensan los centros de silanol con disociación de agua y con formación de puentes siloxano. En el sentido de la presente invención, por “temperatura elevada” se entiende una temperatura superior a la temperatura ambiente. A título de ejemplo, la temperatura puede ser de ≥ 50 ºC a ≤ 350 ºC, preferentemente de ≥ 150 ºC a ≤ 300 ºC, con mayor preferencia de ≥ 220 ºC a ≤ 260 ºC.

Gracias al grado de reticulación controlado de acuerdo con la invención es posible mejorar considerablemente la capacidad de resistencia de la capa polimérica. En el caso de la capa polimérica preparada de acuerdo con la invención, este grado de reticulación conduce por ejemplo a una elevada resistencia a los impactos y a los impactos en probeta entallada. Esto es ventajoso, por ejemplo, cuando el objeto revestido está expuesto a un entorno con una elevada solicitación mecánica, por ejemplo durante el tendido del conducto tubular de acero en un terreno pedregoso o frente a fuertes oscilaciones de la temperatura.

En el caso del procedimiento de acuerdo con la invención, para la reticulación se deja que actúe agua sobre la capa polimérica reticulable, hasta lograr un grado de reticulación de ≥ 30 % a ≤80 %. Sin embargo, también es posible lograr un grado de reticulación más reducido o más elevado mediante una acción más corta o más prolongada del agua. Por ejemplo, el grado de reticulación puede ser de ≥ 20 % a ≤ 80 %. Los grados de reticulación inferiores al 20 % no dan por resultado propiedades ventajosas del material, y conducen a que sea necesario someter el producto revestido a un tratamiento de terminación. Los grados de reticulación superiores al 80 % mediante acción del agua sólo pueden lograrse con dificultad. A este respecto, la concentración de los centros silano sobre la cadena polimérica desempeña un papel, por cuanto no cada centro silano libre dispone en su vecindad inmediata de otros centros silano con los cuales pueda reticularse. Además, los revestimientos reticulados de esta manera presentan propiedades mecánicas considerablemente empeoradas.

El grado de reticulación puede determinarse mediante los métodos usuales conocidos de la persona con pericia en la especialidad, tales como espectroscopía de IR (infrarrojo) o de RMN (resonancia nuclear). Es ventajoso que en el

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marco de la presente invención sea posible determinar el grado de reticulación mediante la determinación del contenido de gel de acuerdo con la norma ISO 10147.

Los conductos tubulares de acero de acuerdo con la invención son adecuados para el transporte de petróleo y de productos derivados del petróleo, gas, agua, vapor de agua, materiales sólidos y otros medios, desde el lugar donde se los halla o extrae o produce, hacia el consumidor.

De acuerdo con la invención es ventajoso que es posible llevar a cabo la reticulación del polímero reticulable bajo la acción del agua directamente después de la aplicación de la capa reticulable sobre los propios conductos tubulares de acero a ser revestidos, y en un paso de trabajo durante el revestimiento de los conductos tubulares de acero.

En el caso del procedimiento de acuerdo con la invención se ha descubierto ahora de manera sorprendente que es posible una reticulación en la línea de producción si los pasos del procedimiento –enfriamiento del revestimiento y de los conductos tubulares– están especialmente adaptados o sincronizados entre sí y son consecutivos entre sí.

Con ello el procedimiento de acuerdo con la invención permite un uso a escala industrial, económicamente atractivo, de polímero reticulable como capa funcional externa de un revestimiento anticorrosivo de múltiples capas, para conductos tubulares de acero.

De acuerdo con la invención puede preverse de manera preferente que el conducto tubular de acero esté provisto de acuerdo con la invención con por lo menos dos revestimientos externos distintos, preferentemente con por lo menos tres revestimientos externos distintos, de manera especialmente preferente con por lo menos cuatro revestimientos externos distintos.

En calidad de revestimiento superior más externo del conducto tubular de acero es ventajoso que la capa de acuerdo con la invención esté prevista como polímero reticulado, en especial como HDPE reticulado mediante silano. Las capas adicionalmente aplicadas pueden elegirse del grupo que comprende un imprimador de resina epoxi, agente promotor de la adherencia y/o HDPE.

A título de ejemplo, como primera capa sobre el conducto tubular de acero puede aplicarse un revestimiento a base de resina epoxi, como segunda capa un revestimiento a base de agente promotor de la adherencia, y sobre ello una capa basada en HDPE. Como capa más externa se aplica sobre las capas antes mencionadas la capa polimérica reticulable de acuerdo con la invención, con preferencia, HDPE reticulable mediante silano.

El uso de una resina epoxi como primera capa sobre el conducto tubular de acero es ventajosa, por cuanto los materiales del conducto tubular de acero y de las capas posteriormente aplicadas pueden ser incompatibles entre sí. De esta manera, la resina epoxi provee una buena imprimación y una buena adherencia de las capas posteriores. Por otra parte es ventajoso que es posible aplicar la resina epoxi de manera uniforme mediante el procedimiento del rociado en forma de polvo. Dicho procedimiento está exento de solventes, por lo que es atractivo desde el punto de vista de protección ambiental y financiero. El espesor de la capa aplicada puede controlarse de manera tal que se garantiza un recubrimiento completo del conducto tubular de acero junto con un consumo lo más reducido posible de la resina epoxi. Por ejemplo, es posible aplicar la resina epoxi en forma de capa con un espesor de ≥ 0,08 mm a ≤ 0,16 mm, preferentemente de ≥ 0,10 mm a ≤ 0,13 mm, con mayor preferencia aún, de 0,125 mm.

El siguiente paso del revestimiento puede ser la aplicación de un agente promotor de la adherencia polímero. Dichos agentes promotores de la adherencia tienen la función de establecer una unión permanente y apta para soportar solicitaciones entre la imprimación (y con ello el sustrato) y otra capa más externa. El espesor de la capa del agente promotor de la adherencia se elige de manera ventajosa de manera tal que por una parte se logra una aplicación uniforme sin fisuras, de la capa del agente promotor de la adherencia y por otra parte una buena efectividad del agente promotor de la adherencia. En el caso de capas demasiado delgadas existe el riesgo de que el agente promotor de la adherencia no recubra por completo el sustrato debido a la formación de fisuras durante su aplicación. En el caso de capas demasiado gruesas, las propiedades del agente promotor de la adherencia ya no serán las que determinan las adherencias en las correspondientes superficies límites del sustrato, sino las fuerzas de cohesión dentro del agente promotor de la adherencia. Con ello decaen las propiedades del pegado o adhesión. Por lo demás, es posible aplicar el agente promotor de la adherencia en una capa con un espesor por ejemplo de ≥ 0,15 mm a ≤ 0,30 mm, preferentemente de ≥ 0,22 mm a ≤ 0,27 mm, con mayor preferencia de 0,25 mm.

Seguidamente, puede aplicarse una capa de cubierta de HDPE. Tales capas, provistas de un espesor adecuado, pueden representar una barrera entre otras cosas contra oscilaciones de la temperatura, corrientes eléctricas, y posible falta de hermeticidad del conducto tubular de acero. A efecto de lograr este objetivo es posible aplicar la capa de cubierta de HDPE con un espesor de ≥ 2,8 mm a ≤ 3,2 mm, preferentemente de ≥ 2,9 mm a ≤ 3,1 mm, aún con mayor preferencia de 3 mm.

Entonces, la capa más externa puede ser una capa polimérica reticulable de acuerdo con la invención, por ejemplo una capa de HDPE reticulable con silano. De esta manera se logra, como se mencionó en lo que precede, una elevada resistencia del revestimiento contra los impactos y contra los impactos en probeta entallada, por lo que el conducto tubular de acero revestido de acuerdo con la invención puede usarse en entornos que presentan una elevada carga mecánica. El espesor de la capa de HDPE reticulable con silano está regido por los requisitos del uso 4 10

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económico del material y de su funcionalidad, por ejemplo para lograr una suficiente capacidad de resistencia contra el material de aristas vivas utilizado para encajar el conducto tubular de acero. Por ejemplo, es posible aplicar la capa de HDPE reticulable con silano en forma de una capa con un espesor de ≥ 0,8 mm a ≤ 1,2 mm, preferentemente de ≥ 0,9 mm a ≤ 1,1 mm, con mayor preferencia de 1 mm.

La aplicación de la capa de HDPE reticulable con silano puede realizarse de acuerdo con las técnicas de revestimiento usuales para conductos tubulares de acero, tales como el procedimiento de extrusión de enrollamiento

o la extrusión de mangueras (cross head). En este caso, la aplicación de la capa reticulable más externa puede realizarse en coextrusión por medio de una boquilla junto con un polímero usual que en el caso de los revestimientos de conductos tubulares se aplica usualmente como capa más externa, o como masa de revestimiento extruida por separado y aplicada sobre la capa de recubrimiento polimérica que ha sido extruida y aplicada inmediatamente antes. Directamente después de la aplicación del polímero reticulable bajo la acción de agua, se riega con agua el conducto tubular de acero revestido y con ello también la capa polimérica reticulable.

Debido entre otras cosas a su reticulación, la capa reticulada con silano contribuye de manera ventajosa a las propiedades del conducto tubular de acero. En otra forma de realización de la presente invención el contenido de silicio de la capa polimérica reticulado es de ≥ 0,10 % en peso a ≤ 1,0 % en peso, preferentemente de 0,30 % en peso a ≤ 0,40 % en peso, con mayor preferencia de 0,33 % en peso a ≥ 0,35 % en peso. Con estos contenidos de silicio se logran las propiedades deseadas en cuanto a alargamiento, alargamiento la rotura, resistencia a los impactos o resistencia a los impactos en probeta entallada, sin que éste implique un material con un contenido excesivo de silicio. La determinación del contenido de silicio puede tener lugar mediante métodos usuales conocidos de la persona experta, tales como análisis elemental o espectroscopía de absorción atómica.

Para mejorar la reticulación puede preverse que haya agua que fluya sobre el conducto tubular de acero en forma de una corriente laminar. En este caso, por el hecho de evitarse una corriente turbulenta, se logran varias ventajas. Por una parte se asegura que el agua llegue también a la totalidad de la superficie que tiene que ser barrida por la corriente y que debido a torbellinos o desprendimientos ocasionados por el flujo se originen regiones de la superficie del conducto tubular de acero que no sean recorridos por el agua o que no son suficientemente recorridos por la misma. En este contexto, de esta manera se logra también que el conducto tubular de acero revestido se enfríe uniformemente y que la capa polimérica reticulable con agua se reticule uniformemente.

En otra forma de realización preferente de la presente invención, la duración del paso del tratamiento con agua para la reticulación de la capa polimérica asciende a de ≥ 0,5 minutos a ≤ 5,0 minutos, preferentemente de ≥ 1,0 minuto a ≤ 3,0 minutos, con mayor preferencia de ≥ 1,9 minuto a ≤ 2,1 minutos por metro de longitud del conducto tubular de acero que se mueve en dirección longitudinal. A título de ejemplo, de esta manera se trata un conducto tubular de acero de 8 metros de longitud con agua a lo largo de un intervalo de tiempo de aproximadamente 16 minutos. Con esta duración se asegura que se logra el grado de reticulación deseado, sin comprometer innecesariamente las capacidades productivas (de la instalación).

En otra forma de realización preferente de la presente invención la reticulación del polímero reticulable bajo la acción del agua tiene lugar a una temperatura de ≥ 150 ºC a ≤ 300 ºC, con mayor preferencia de ≥ 220 ºC a ≤ 260 ºC. Esto se refiere a la temperatura de la capa polimérica reticulable antes de su tratamiento con agua. En el caso de temperaturas más bajas la reacción de reticulación no transcurre con suficiente rapidez y no tiene lugar de manera completa la evaporación de los alcoholes formados por la hidrólisis del silano. Por otra parte, en casos de temperaturas más elevadas la capa polimérica reticulable aplicada no es suficientemente estable y no tiene una viscosidad suficiente para lograr un revestimiento uniforme.

En otra forma de realización preferente de la presente invención, el procedimiento de acuerdo con la invención comprende los pasos siguientes:

–: calentamiento de un conducto tubulare de acero a una temperatura de ≥ 170 ºC a ≤ 230 ºC, preferentemente de ≥ 180 ºC a ≤ 220 ºC, con mayor preferencia de ≥ 190 ºC a ≤ 210 ºC;

–: aplicación de una resina epoxi mediante un procedimiento electroestático de rociado de polvo, con un espesor de capa de ≥ 0,08 mm a ≤ 0,16 mm, preferentemente de ≥ 0,10 mm a ≤ 0,13 mm, con mayor preferencia aún, de 0,125 mm;

–: aplicación de un agente promotor de la adherencia mediante un procedimiento de extrusión de enrollamiento, con un espesor de capa de ≥ 0,15 mm a ≤ 0,30 mm, preferentemente de ≥ 0,22 mm a ≤ 0,27 mm, con mayor preferencia de 0,25 mm;

–: aplicación de una capa de cubierta de HDPE mediante extrusión con un espesor de capa de ≥ 2,8 mm a ≤ 3,2 mm, preferentemente de ≥ 2,9 mm a ≤ 3,1 mm, aún con mayor preferencia de 3 mm;

–: aplicación de una capa de polímero que comprende HDPE que tiene un injerto de alcoxisilano, mediante extrusión en forma de una capa con una espesor de ≥ 0,8 mm a ≤ 1,2 mm, preferentemente de ≥ 0,9 mm a ≤ 1,1 mm, con mayor preferencia de 1 mm;

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– tratamiento del conducto tubular de acero con agua, teniendo el agua preferentemente una temperatura de ≥ 10 ºC a ≤ 40 ºC, preferentemente de ≥ 20 ºC a ≤ 30 ºC, con mayor preferencia de 25 ºC.

La temperatura de la extrusión durante la aplicación del agente promotor de la adherencia es importante, ya que en el caso de temperaturas más elevadas se asegura una rápida unión a la capa de imprimación. De esta manera es posible evitar paradas en el procedimiento de producción en curso. La temperatura máxima está delimitada por la estabilidad térmica y viscosidad del agente promotor de la adherencia. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención la temperatura de la extrusión durante la aplicación del agente promotor de la adherencia es de ≥ 200º C a ≤ 250 ºC, preferentemente de ≥ 210 ºC a ≤ 240 ºC, con mayor preferencia de ≥ 220 ºC a ≤ 230 ºC.

También es importante la temperatura de la extrusión durante la aplicación de la capa de cubierta de HDPE, ya que en el caso de temperaturas más elevadas se asegura una unión más rápida a la capa del agente promotor de la adherencia. Con ello también es posible evitar paradas en el procedimiento de producción en curso. La temperatura superior está limitada por la estabilidad térmica y viscosidad de la capa de cubierta de HDPE. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención la temperatura de la extrusión durante la aplicación de la capa de cubierta de HDPE es de ≥ 220 ºC a ≤ 240 ºC, preferentemente de ≥ 225 ºC a ≤ 235 ºC, con mayor preferencia de 230 ºC.

Una ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención es que es posible revestir conductos tubulares de acero ene l transcurso de un breve intervalo de tiempo. A título de ejemplo, la velocidad del conducto tubular de acero en la línea de producción industrial durante el revestimiento puede ascender a de ≥ 0,5 m/min a ≤ 4 m/min, preferentemente de ≥ 1 a ≤ 3 m/min, con mayor preferencia de 2 m/min.

Por varios motivos es ventajoso que el conducto tubular de acero tenga una elevada temperatura antes del inicio del enfriamiento con agua. Por una parte, si el conducto tubular tiene una elevada temperatura se asegura una buena unión por soldadura entre la capa de cubierta de PE y la capa de HDPE reticulado con silano. De esta manera tiene lugar una firme unión recíproca y se evita la formación de fisuras u orificios en el revestimiento. Por otra parte, para lograr una elevada velocidad de reacción en el paso de reticulación subsiguiente es necesaria una elevada temperatura. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención la temperatura del conducto tubular de acero antes del enfriamiento con agua es de ≥ 170 ºC a ≤ 210 ºC, preferentemente de ≥ 180 ºC a ≤ 200 ºC, con mayor preferencia de 190 ºC.

En virtud de los motivos anteriormente mencionados, pero en especial y de manera mucho más directa es significativa una elevada temperatura de la superficie de revestimiento antes del enfriamiento con agua y, por consiguiente, de la reticulación transversal. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención, la temperatura superficial del revestimiento antes del inicio del enfriamiento con agua es de ≥ 220 ºC a ≤ 260 ºC, preferentemente de ≥ 230 ºC a ≤ 250 ºC, con mayor preferencia de 240 ºC.

Sin embargo, después del rociado con agua, la reticulación continúa hasta cierto grado. A efectos de permitir que esta reacción continúe durante el máximo tiempo posible, es ventajoso que la superficie del revestimiento tenga una elevada temperatura. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención, después de haber atravesado el enfriamiento por agua, la temperatura de la superficie de revestimiento es de ≥ 40 ºC a ≤ 80 ºC, preferentemente de ≥ 50 ºC a ≤ 70 ºC, con mayor preferencia aún de 60 ºC.

De la misma manera, para la continuación de la reacción de reticulación, es ventajoso que el conducto tubular de acero tenga una elevada temperatura, ya que el conducto tubular de acero mantiene a una temperatura favorable el material situado en la profundidad de la capa a ser reticulada. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención, la temperatura del conducto tubular de acero después de haber recorrido el enfriamiento de agua, es de de ≥ 40 ºC a ≤100 ºC, preferentemente de ≥ 50 ºC a ≤ 90 ºC, con mayor preferencia aún de ≥ 60 a ≤ 80 ºC.

El tiempo de permanencia de la totalidad del conducto tubular de acero en el tramo de refrigeración determina de manera decisiva la amplitud o extensión de la reacción de reticulación por medio del rociado continuo con agua. Por otra parte, después del enfriamiento del conducto tubular de acero es posible manipular el mismo sin peligro, por cuanto ya no hay temperaturas peligrosas para los operarios o máquinas. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención el tiempo de permanencia del conducto tubular de acero en el tramo de refrigeración es de ≥ 14 min a ≤ 18 min, preferentemente de ≥ 15 min a ≤ 17 min, con mayor preferencia aún de 16 minutos.

Para los conductos tubulares de acero de menor diámetro puede ser ventajoso llevar a cabo un revestimiento mediante extrusión de manguera, es decir por medio de una boquilla anular. En este caso es también posible coextruir una capa polimérica no reticulable con una capa polimérica reticulable. En el caso de conductos de mayor tamaño se presenta como alternativa el revestimiento mediante extrusión de enrollamiento.

Una ventaja esencial de los conductos tubulares de acero revestidos de acuerdo con la invención es su capacidad de resistencia contra daños mecánicos, aún en el caso de condiciones extremadamente adversas. Tanto el

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alargamiento de rotura del revestimiento como también su comportamiento en el ensayo de ESCR permite hacer pronósticos acerca cómo un revestimiento sobrevivirá durante un período prolongado bajo condiciones de transporte y de tendido adversas, o bajo condiciones ambientales adversas, tales como frío, radiación ultravioleta, suelos químicamente agresivos o microorganismos.

La capa polimérica reticulada con silano contribuye de manera ventajosa a las propiedades del revestimiento y con ello a las posibilidades de aplicación del conducto tubular de acero. Así, en una forma de realización ventajosa de la presente invención el alargamiento de revestimiento a la rotura, medido a una temperatura de -45 ºC, es de ≥ 135 % a ≤ 400 %, preferentemente de ≥ 200 % a ≤ 400 %, con mayor preferencia de ≥ 240 % a ≤ 260 %. De esta manera se hace posible un uso del conducto tubular de acero en entornos fríos, por ejemplo en un suelo de permafrost.

Otra propiedad ventajosa del revestimiento, a la que contribuye la capa polimérica reticulada con silano, es su resistencia a la formación de fisuras por tensiones. En otra forma de realización ventajosa de la presente invención, el revestimiento se muestra estable en el ensayo ESCR (environmental stress crack resistance, resistencia a la fisuración bajo tensiones ambientales) (FNCT a 4,0 MPa, 80 ºC) a lo largo de un intervalo de tiempo de ≥ 100 horas a ≤ 10,000 horas, preferentemente de ≥ 500 horas a ≤ 2.000 horas, y con mayor preferencia aún, de preferentemente de ≥ 900 horas a ≤ 1.100 horas. De esta manera se permite una aplicación en entornos con aristas vivas. Además, con ello se reduce la sensibilidad del conducto tubular revestido durante su transporte.

De acuerdo con una forma de realización ventajosa de la presente invención, es posible revestir las superficies externas del conducto tubular de acero con por lo menos dos capas distintas, preferentemente con por lo menos tres capas, y con mayor preferencia aún con al menos cuatro capas distintas.

Como capa más externa el conducto tubular de acero muestra preferentemente el revestimiento que puede prepararse de acuerdo con la invención consistente en HDPE reticulado con silano.

Las capas adicionales pueden seleccionarse del grupo que comprende resina epoxi, agente promotor de la adherencia y/o HDPE. Es preferente que el conducto tubular presente como revestimiento interior más externo una primera capa basada en resina epoxi. Sobre esta primera capa puede aplicarse un segundo revestimiento exterior, basada en un agente promotor de la adherencia. Sobre la segunda capa o sobre la primera capa puede aplicarse otra capa externa, tercera, basada en HDPE, habiéndose dispuesto como capa superior más externa una capa consistente en HDPE reticulado con silano.

Además, la invención pone a disposición un conducto tubular de acero que comprende por lo menos un revestimiento superficial exterior, a base de un primer polímero reticulado, comprendiendo el primer polímero reticulado un HDPE reticulado con silano y presentando el polímero reticulado un grado de reticulación de ≥ 30 % a ≤ 80 %. Gracias al grado de reticulación de acuerdo con la invención es posible mejorar significativamente la resistencia del revestimiento superficial exterior. A título de ejemplo, este grado de reticulación conduce a una elevada resistencia contra los impactos y contra los impactos en probeta entallada, pudiéndose utilizar el conducto tubular de acero en entornos de elevados esfuerzos mecánicos.

El conducto tubular de acero de acuerdo con la invención puede presentar un revestimiento superficial de múltiples capas, siendo una primera capa inferior una capa epoxi, una segunda capa intermedia es un revestimiento de agente promotor de la adherencia, una tercera capa superior es una capa de HDPE con una distribución bimodal de pesos moleculares, y una cuarta capa externa, en cuyo caso se trata de una capa de HDPE reticulada con silano. Mediante esta construcción es posible satisfacer de manera ventajosa los requerimientos para el conducto tubular de acero durante su transporte, tendido y operación, bajo condiciones ambientales desfavorables.

Debido entre otras cosas a su reticulación, la capa polimérica reticulada con silano del conducto tubular de acero contribuye de manera ventajosa a las propiedades del mismo. En una forma de realización preferente de la presente invención, la capa de HDPE reticulada con silano del conducto tubular de acero presenta un contenido de silicio de ≥ 0,10 % en peso a ≤ 1,00 % en peso, preferentemente de ≥ 0,30 % en peso a ≤ 0,40 % en peso, con mayor preferencia de ≥ 0,33 % en peso a ≤ 0,35 % en peso. Con tales contenidos de silicio se logran las propiedades deseadas como alargamiento, alargamiento de rotura, resistencia a los impactos o resistencia a los impactos en probeta entallada, sin que esto implique recurrir a un material con excesivo contenido de silicio. La determinación del contenido de silicio puede tener lugar mediante los métodos usuales conocidos de la persona experta tales como análisis elemental o espectroscopía de absorción de átomos.

Como ya se indicó, la capa polimérica reticulada con silano contribuye de manera ventajosa a las propiedades del revestimiento y con ello a la aplicabilidad del conducto tubular de acero. Así, en otra forma de realización preferente de la presente invención, la capa de HDPE reticulado con silano del conducto tubular de acero presenta un alargamiento a la rotura, medida a -45 ºC, de ≥ 135 % a ≤ 400 %, preferentemente de ≥ 200 % a ≤ 300 %, con mayor preferencia aún de ≥ 240 % a ≤ 260 %. Con ello es posible el uso del conducto tubular de acero por ejemplo en un suelo de permafrost.

En otra forma de realización preferente de la presente invención, el HDPR reticulado con silano del conducto tubular de acero muestra en el ensayo ESCR (environmental stress crack resistance, resistencia a la fisuración bajo

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tensiones ambientales) (FNCT a 4,0 MPa, 80 ºC), un tiempo de ≥ 100 horas a ≤ 10.000 horas, preferentemente de ≥ 500 horas a ≤ 2.000 horas, y con mayor preferencia aún, de preferentemente de ≥ 900 horas a ≤ 1.100 horas. De esta manera el conducto tubular de acero puede resistir contra entornos ambientales adversos.

Igualmente, la invención proporciona un revestimiento que puede prepararse mediante un procedimiento de acuerdo con la invención. El revestimiento puede comprender por ejemplo la siguiente composición:

–: resina epoxi con un espesor de capa de ≥ 0,8 mm a ≤ 0,16 mm, preferentemente de ≥ 0,10 mm a ≤ 0,13 mm, con mayor preferencia de 0,125 mm;

–: agente promotor de la adherencia con un espesor de capa de ≥ 0,15 mm a ≤ 0,30 mm, preferentemente de ≥ 0,22 mm a ≤ 0,27 mm, con mayor preferencia 0,25 mm;

–: capa de cubierta de HDPE con un espesor de capa de ≥ 2,8 mm a ≤ 3,2 mm, preferentemente de ≥ 2,9 mm a ≤ 3,1 mm, con mayor preferencia 3 mm;

–: capa de HDPE reticulable con silano con un espesor de capa de ≥ 0,8 mm a ≤ 1,20 mm, preferentemente de ≥ 0,9 mm a ≤ 1,1 mm, con mayor preferencia, de 1 mm.

Como ventaja del revestimiento reticulado con silano debe considerase su reducido alargamiento bajo calor. Así, en el caso de otra forma de realización preferente de la presente invención, el alargamiento de rotura (hot set) de la capa polimérica reticulada a 200 ºC, 15 min, es de ≥ 70 % a ≤ 90 %, preferentemente de ≥ 80 % a ≤ 85 %, con mayor preferencia de 83 %. Con ello se deforma, ablanda o derrite en menor grado también bajo el peso del conducto tubular de acero cuando el conducto tubular de acero transporta un medio caliente o está expuesto a gran calor.

Otra propiedad ventajosa del revestimiento reticulado con silano es su resistencia contra la lixiviación debida a disolventes no polares. Así, después de la lixiviación por tales disolventes queda suficiente material reticulado para asegurar una estabilidad funcional. Por ello, en otra forma de realización preferente de la presente invención el contenido de gel de la capa polimérica reticulada es de ≥ 50 % a ≤ 70 %, preferentemente de 60 % a ≤ 65 %, con mayor preferencia de 64 %. De esta manera se reduce el peligro de un funcionamiento defectuoso en el caso de un contacto con disolventes como gasolina.

También es una ventaja del revestimiento de acuerdo con la invención el hecho de que cuando entra en contacto con disolventes no polares se hincha lo menos posible, ya que por ello puede originarse un ablandamiento del revestimiento. En otra forma de realización preferente de la presente invención, el valor del hinchado (xileno) de la capa polimérica reticulada es de ≥ 5 % a ≤ 10 %, con preferencia, de ≥ 9 % a ≤ 10 %, con mayor preferencia de 9,2 %. De esta manera, se reduce el riesgo de un funcionamiento deficiente del revestimiento en caso de que entre en contacto con disolventes tales como gasolina.

Por otra parte, la capa reticulada con silano contribuye de manera ventajosa a la estabilidad frente a influencias ambientales. En otra forma de realización preferente de la presente invención, el valor del ensayo ESCR (valor Fo) de la capa reticulada con silano después de un intervalo de más de 6.000 horas no presenta ninguna rotura. En otra forma de realización, más preferente, de la presente invención, la capa polimérica reticulada no muestra ningún fallo en el ensayo ESCR (FNCT a 4,0 MPa, 80 ºC) después de un intervalo de más de 1000 horas. Gracias a la elevada resistencia a la formación de fisuras por tensiones, se hace posible un uso de revestimiento para tubos en áreas geográficas de elevada radiación solar tales como áreas desérticas.

Otra ventaja del revestimiento reticulado con silano es que presenta una reducida tendencia a la, es decir que se alarga lo menos posible bajo tracción. Así, en otra forma de realización preferente de la presente invención el alargamiento de la capa polimérica reticulada en el ensayo de tracción durante un período determinado a 23 ºC/96 horas, medido en la capa de cubierta, es de ≥ 0,3 % a ≤ 0,9 %, preferentemente de ≥ 0,5 % a ≤ 0,7 %, con mayor preferencia de 0,6 %. Si se apoya un revestimiento de este tipo sobre un soporte, cabe temer menos una fluencia del revestimiento y con ello un debilitamiento del mismo.

A continuación se mencionan otras ventajas del revestimiento reticulado con silano. Así, en otra forma de realización preferente de la presente invención la resistencia de la capa polimérica reticulada a los impactos a -100 ºC no presenta ninguna rotura. En otra forma de realización, más preferente, de la presente invención la resistencia a los impactos bajo encalladura de la capa polimérica reticulada no presenta ninguna rotura a –-40 ºC. Tales resistencias a los impactos y resistencias a los impactos por entalladura permiten transportar el revestimiento conforme a la invención de manera menos complicada, ya que no se requieren tantas medidas precautorias. Por otra parte, los revestimientos de este tipo sobreviven más tiempo en aquellas regiones en las debe tenerse en cuenta la posibilidad de granizos, ya que se dañan menos.

En otra forma de realización preferente de la presente invención, a una temperatura de 23 ºC, la resistencia al desgarramiento de la capa polimérica reticulada es de ≥ 15 MPa a ≤ 20 MPa, preferentemente de ≥ 16 MPa a ≥ 17 MPa, con mayor preferencia de 16,5 MPa. Por ejemplo, una elevada resistencia al desgarramiento es favorable cuando la capa reticulada con silano está expuesta a repentinas cargas de cizallamiento, como las que pueden

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presentarse en caso de fuertes acciones de viento sobre un conducto tubular no provisto con el revestimiento inventivo y no tendido en el suelo.

En otra forma de realización preferente de la presente invención, a una temperatura de -45 ºC el alargamiento de rotura de la capa polimérica reticulada es de ≥ 230 % a ≤ 270 %, preferentemente de ≥ 240 % a ≤ 260 %, con mayor preferencia de 250 %. Un elevado alargamiento de rotura a una temperatura tan baja es favorable, por ejemplo cuando la capa reticulada con silano ha de ser tendida en un suelo de permafrost y debe evitarse una fragilización.

El objeto de la presente invención se explica con mayor detenimiento con ayuda de las Figuras 1 a 3.

La figura 1 muestra un procedimiento de acuerdo con la invención para revestir objetos.

La figura 2 muestra otro procedimiento de acuerdo con la invención para revestir objetos.

La figura 3 muestra una sección transversal a través de un conducto tubular que ha sido revestido de acuerdo con la invención.

La figura 1 muestra un conducto tubular de acero (1) previamente sometido a irradiación y calentado, que en una primera etapa y en una instalación de rociado electrostático de polvo (2) ha sido recubierto con una capa de imprimación de resina epoxi (3). Seguidamente, y mediante un extrusora de enrollamiento (4) se aplica una capa de un agente promotor de la adherencia, (5) usual. Más adelante en la dirección del movimiento del conducto tubular de acero y través de una boquilla anular (6) fluyen corrientes de material desde otra extrusora (7) que transporta polietileno (8) y otra extrusora más (9) que transporta un polietileno reticulable con silano (10). Estas dos corrientes de material se coextruyen (11) sobre el conducto tubular de acero. Como último paso, en una instalación de rociado

(12) tiene lugar el rociado con agua sobre la capa superior de plástico para efectuar la reticulación del polímero reticulable, formándose la capa reticulada con silano (13).

La figura 2 muestra un conducto tubular de acero (1) previamente sometido a irradiación y calentado, que en una primera etapa y en una instalación de rociado electrostático de polvo (2) ha sido recubierto con una capa de imprimación de resina epoxi (3). Seguidamente, y mediante una extrusora de enrollamiento (4) se aplica una capa de un agente promotor de la adherencia, (5) usual. Más adelante en la dirección del movimiento del conducto tubular de acero y través de otra extrusora de enrollamiento (14) se aplica una capa de polietileno (8). Mediante otra extrusora más (15) se aplica una capa de polietileno reticulable con silano (10). Como último paso, en una instalación de rociado (12) tiene lugar el rociado con agua sobre la capa superior de plástico para efectuar la reticulación del polímero reticulable, formándose la capa reticulada con silano (13).

De esta manera se logra que los conductos tubulares de acero revestidos presenten ya después de salir del tramo de enfriamiento una capa externa reticulada con un grado de reticulación superior al 50 %, por lo que ya no es necesaria otra reticulación adicional.

La figura 3 muestra una sección transversal a través de un conducto tubular de acero revestido de acuerdo con la invención. Sobre un conducto tubular de acero (1) previamente sometido a irradiación y calentado, se encuentra inicialmente una capa de imprimación constituida por resina epoxi (3). Sobre esta capa se encuentra una capa de un agente promotor de la adhesión usual (5). Sobre esto se encuentra la capa de polietileno (8). Como capa más externa se ha aplicado una capa reticulada con silano (13).

Seguidamente se explica con mayor detenimiento el procedimiento conforme a la invención con ayuda del Ejemplo 1 y del Ejemplo de Comparación.

Ejemplo 1

Se precalentó a 200 ºC un conducto tubular de acero (de 48 pulgadas de diámetro) que había sido sometido a irradiación. Sobre este conducto tubular de acero se aplicaron sucesivamente las siguientes capas:

–: como primera capa, se aplicó una resina epoxi habitual mediante un procedimiento electrostático de rociado en polvo, con un espesor de aproximadamente 0,12 mm;

–: directamente sobre esta capa se aplicó un agente promotor de la adhesión usual mediante el procedimiento de extrusión por enrrollamiento, cuyo espesor era de aproximadamente 0,25 mm;

–: sobre esta capa se aplicó seguidamente un material de capa de cubierta de DHPE, también usual, con un espesor de aproximadamente 3 mm;

–: mediante una segunda boquilla, dispuesta directamente a continuación, se realizó la aplicación inventiva de la última capa reticulable con silano con un espesor de aproximadamente 1 mm sobre el material de capa de cubierta de PE anteriormente aplicado, que todavía se hallaba en estado fundido.

Este procedimiento asegura una buena soldadura de la capa de PEX con la capa de PE termoplástica anteriormente aplicada. Dado que en el momento de la aplicación la capa de PEX estaba todavía sin reticular, se da en especial en 9

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el procedimiento de enrrollamiento una soldadura igualmente buena en la región de solape de las láminas enrrolladas. Los parámetros del procedimiento así como las propiedades de los conductos tubulares así revestidos han sido resumidos en las Tablas 1 y 2.

Ejemplo de Comparación

5 De manera análoga a la modalidad de procedimiento descrita en el Ejemplo 1, se revistieron conductos tubulares bajo ajustes idénticos, pero sin capa de PEX. A diferencia del ensayo con la capa de PEX, en este caso fue necesario enfriar más rápidamente los conductos tubulares revestidos, a efectos de evitar daños en la capa de cubierta de PE termoplástico. Los parámetros del procedimiento así como las propiedades de los conductos tubulares así revestidos se han resumido en las Tablas 1 y 2.

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Tabla 1: Parámetros del procedimiento

Unidad: Ejemplo Ejemplo de comparación

Temperatura del conducto tubular: ºC 190 a 210 190 a 210

Epoxi: Epoxi unido por fusión Epoxi unido por fusión

Espesor de la capa de epoxi: mm 0,125 0,125

Agente promotor de la adherencia: Copolímero de HDPE con grupos polares y una densidad de 0,931 g/cm3; un índice de fusión de 3 g/10 min (190 ºC, 2,16 kg) y un módulo de tracción de 74 MPa (23 ºC) Copolímero de HDPE con grupos polares y una densidad de 0,931 g/cm3; un índice de fusión de 3 g/10 min (190 ºC, 2,16 kg) y un módulo de tracción de 74 MPa (23 ºC)

Espesor de la capa del promotor de la adherencia: mm 0,25 0,25

Temperatura de extrusión del agente promotor del adherencia: ºC 220 a 230 220 a 230

Capa de cubierta de PE: HDPE bimodal con una densidad de 0,956 g/cm3; un índice de fusión de 3 g/10 min (190 ºC, 2,16 kg) y un módulo de tracción de 900 MPa (23 ºC) HDPE bimodal con una densidad de 0,956 g/cm3; un índice de fusión de 3 g/10 min (190 ºC, 2,16 kg) y un módulo de tracción de 900 MPa (23 ºC)

Espesor de la capa de cubierta de PE: mm 3 3

Temperatura de extrusión de la capa de cubierta de PE: ºC Aproximadamente 230 Aproximadamente 230

HDPE reticulable con silano: HDPE con una densidad de 0,952 g/cm3; un índice de fusión de 6,5 g/10 min (190 ºC, 2,16 kg) y un módulo de tracción de 1,000 MPa (23 ºC); con un injerto de 1,8 % en peso de viniltrimetoxisilano ––

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(continuación)

Unidad: Ejemplo Ejemplo de comparación

Espesor de la capa externa de PE reticulable con silano (PEXb): mm Aproximadamente 1 ––

Temperatura de extrusión de la capa de PEX: ºC 240 ––

Velocidad de la línea: m/min 2 2

Temperatura del conducto tubular antes del inicio del enfriamiento: ºC 190 195

Temperatura superficial del revestimiento: ºC Aproximadamente 240 Aproximadamente 235

Temperatura del agua de enfriamiento: ºC 25 ºC 25 ºC

Temperatura superficial del revestimiento después de haber recorrido el tramo de enfriamiento: ºC 60 Aproximadamente 30

Temperatura del conducto tubular después de haber recorrido el tramo de enfriamiento: ºC 60 a 80 Aproximadamente 40

Tiempo de permanencia del conducto tubular en el tramo de enfriamiento: min 16 16

Tabla 2: propiedades del revestimiento 5

Nota: a menos que se indique otra cosa, los valores de las propiedades correspondientes al ejemplo 1 se refieren a la capa de PEX pura

Propiedades: Unidad Ejemplo 1 Ejemplo de comparación

Dilatación térmica (HOT SET): % 83 No determinable

Contenido de gel: % 64 No determinable

Valor de hinchamiento: % 9,2 No determinable

ESCR (valor F0): H >6.000 3.000

ESCR (FNCT a 4, MPa; 80 ºC): H >1.000 60

Alargamiento en ensayo de tracción durante un período determinado: % 0,6 1,96

Resistencia a los impactos a -100 ºC: kJ/m2 Sin rotura Rotura

Resistencia a los impactos en probeta entallada a -40 ºC: kJ/m2 Sin rotura 4,3

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(continuación)

Propiedades: Unidad Ejemplo 1 Ejemplo de comparación

Resistencia al desgarro a 23 ºC: MPa 16,5 15,5

Alargamiento de rotura a -45 ºC: % 250 130

A continuación se describen con detalles los métodos de medición utilizados.

1.: Alargamiento por calor

La dilatación térmica (hot set) del revestimiento se determinó mediante una adaptación de la Norma DIN VDE 0472 T 615, como sigue: de la capa reticulada se tomó una probeta en forma de un rectángulo (100 x 10 mm) y se introdujo libremente suspendida en un armario térmico a 200 ºC. Después de 15 minutos se midió la dilatación de la probeta. La dilatación térmica es la variación de la longitud de la probeta en %.

2.: Grado de reticulación

El grado de reticulación del revestimiento se determinó en base a la norma ISO 10147, como sigue: de la capa reticulada se tomó una muestra en forma de un rectángulo (20 x 5 mm), se pesó con una exactitud de 1 mg y se introdujo en un recipiente de tela metálica. Se colocó el recipiente con la muestra introducida en un matraz de vidrio de dos litros provisto de refrigerante de reflujo. En el matraz de vidrio se introdujeron aproximadamente 500 ml de xileno técnicamente puro y se llevó a ebullición. Después de 8 h de reflujo se retiró el recipiente del matraz de vidrio. La muestra fue extraída cuidadosamente del recipiente y se secó en un armario de secado al vacío durante por lo menos tres horas a 150 ºC. Después de enfriamiento a temperatura ambiente se pesó la muestra con la exactitud de 1 mg.

3.: Valor de hinchamiento

De la capa reticulada se toma una muestra en forma de un rectángulo (20 x 5 mm), se la pesa con una exactitud de 1 mg y se la introduce en un tubo de ensayo. Dicho tubo se llena con xileno técnicamente puro hasta aproximadamente un tercio, y se cierra con un tapón de corcho. El tubo de ensayo. se mantiene en un termostato durante dos horas a 140 ºC. Seguidamente se vacía el contenido del tubo de ensayo sobre una tela metálica de malla reducida (densidad de la malla: 400/cm2), se retira cuidadosamente la muestra hinchada de la tela metálica, se deposita sobre un vidrio de reloj, y se la pesa. El valor de hinchado se calcula a partir del peso de la muestra hinchada en relación al peso de la muestra no hinchada.

4.: Resistencia a la fisuración bajo tensiones según ASTM D 1693

Se determinó la resistencia a la fisuración bajo tensiones, de la capa reticulada conforme a las indicaciones de la norma ASTDM 1693. Se consigna el valor F0, que indica la duración del ensayo a la que todavía no pudo observarse ningún fallo de la probeta.

5.: Resistencia a la fisuración bajo tensiones ESCR (FNCT)

Se determina la resistencia a la fisuración bajo tensiones (FNCT), de la capa reticulada mediante un método de medición interno, y se indica en h. Este método de laboratorio ha sido descrito por M. Fleissner en Kunststoff 77 (1987), pág. 45 y siguientes, y corresponde a la norma ISO/CD 16770 actualmente vigente. Se logró un acortamiento del tiempo hasta fallo mediante el acortamiento del tiempo de iniciación de la fisura debido a la entalladura (1,6 mm/cuchilla de afeitar) en Arkopal como medio promotor de la formación de fisuras a una temperatura de 80 ºC y bajo una tensión de tracción de 4 MPa. Las muestras se preparan tomando tres probetas con las dimensiones 10 x 10 x 90 mm de la capa reticulada. Las probetas se entallan en su medio en su alrededor con una cuchilla de afeitar en un dispositivo de entalladura preparado a tal efecto (véase la Figura 5 en la publicación). La profundidad de la entalladura es de 1,6 mm.

6.: Alargamiento en el ensayo de fluencia bajo esfuerzo de tracción

El alargamiento en el ensayo de fluencia bajo esfuerzo de tracción se determinó bajo una tensión de 5 MPa a 23 ºC después de 96 horas de acuerdo con las indicaciones de la norma DIN EN ISO 899.

7.: Resistencia a los impactos a -100 ºC

La resistencia a los impactos se determinó de acuerdo con la norma ISO 180/U a -100 ºC.

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8. Resistencia a los impactos en probeta entallada a -40 ºC

La resistencia a los impactos en probeta entallada se determinó de acuerdo con la norma ISO 179–1/1eA / DIN 53453 a -40 ºC. A tal efecto y a partir de la capa de PEXb se preparó una probeta con las dimensiones 10 x 4 x 80 mm, haciéndose una entalladura en forma de “V” con un ángulo de 45º, una profundidad de 2 mm y un radio básico

5 de entalladura de 0,25 mm.

9.: Resistencia al desgarramiento a 23 ºC

La resistencia al desgarramiento se determinó según la norma ISO 527 Parte 2 en una probeta Tipo A1 con un espesor de 1 mm a una temperatura de 23 ºC. Las muestras se estiraron con una velocidad de 50 mm/min.

10.: Alargamiento de rotura a -45 ºC

10 El alargamiento de rotura se determinó según la norma ISO 527 Parte 2 en una probeta de Tipo A1 con un espesor de 1 mm a una temperatura de -45 ºC. Las muestras se estiraron con una velocidad de 10 mm/min.

11.: Índice de fusión a 190 ºC/2,16 kg El índice de fusión a 190 ºC/21,3 kg de los polímeros usados se determinó de acuerdo con la norma ISO 133.

12.: Módulo de tracción

15 El módulo de tracción de los polímeros usados se determinó de acuerdo con la norma ISO 527 Parte 2 en una probeta 1A, de espesor 1 mm.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el revestimiento de superficies exteriores de conductos tubulares de acero con polímero reticulable bajo la acción del agua, que comprende los pasos siguientes:

a) revestimiento de la superficie externa del conducto tubular de acero con por lo menos un polímero 5 reticulable bajo la acción del agua, comprendiendo el polímero reticulable usado un HDPE que tiene un injerto de alcoxisilano;

b) reticulación del polímero reticulable mediante acción de agua a temperatura elevada, formándose una capa polimérica reticulada, hasta que se llegue a un grado de reticulación de ≥ 30 % a ≤ 80 %.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de silicio de la capa

10 polimérica reticulada es de ≥ 0,10 % en peso a ≤ 1,00 % en peso, preferentemente de ≥ 0,30 % en peso a ≤ 0,40 % en peso, con mayor preferencia de ≥ 0,33 % en peso a ≤ 0,35 % en peso.
3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el intervalo de tiempo del paso de tratamiento con agua para la reticulación de la capa polimérica es de ≥ 0,5 minutos a ≤ 5,0 minutos, preferentemente de ≥ 1,0 minuto a ≤ 3,0 minutos, con mayor preferencia de ≥ 1,9 minutos a ≤ 2,1 minutos por

15 metro del conducto tubular de acero que se mueve en dirección longitudinal.
4.

Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la reticulación del polímero reticulable bajo la acción del agua se realiza a una temperatura de ≥ 50 ºC a ≤ 350 ºC, preferentemente de ≥ 150 ºC a ≤ 300 ºC, con mayor preferencia de ≥ 220 ºC a ≤ 260 ºC.
5.

Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, que comprende los pasos siguientes:

20 -calentamiento de un conducto tubular de acero a una temperatura de ≥ 170 ºC a ≤ 230 ºC, preferentemente de ≥ 180 ºC a ≤ 220 ºC, con mayor preferencia de ≥ 190 ºC a ≤ 210 ºC;

-aplicación de una resina epoxi mediante un procedimiento electroestático de rociado de polvo, con un espesor de capa de ≥ 0,08 mm a ≤ 0,16 mm, preferentemente de ≥ 0,10 mm a ≤ 0,13 mm, con mayor preferencia aún de 0,125 mm;

25 -aplicación de un agente promotor de la adherencia mediante un procedimiento de extrusión de enrollamiento, con un espesor de capa de ≥ 0,15 mm a ≤ 0,30 mm, preferentemente de ≥ 0,22 mm a ≤ 0,27 mm, con mayor preferencia de 0,25 mm;

-aplicación de una capa de cubierta de HDPE mediante extrusión con un espesor de capa de ≥ 2,8 mm a ≤ 3,2 mm, preferentemente de ≥ 2,9 mm a ≤ 3,1 mm, con mayor preferencia de 3 mm;

30 -aplicación de una capa de polímero que comprende HDPE que tiene un injerto de alcoxisilano mediante extrusión con un espesor de capa de ≥ 0,8 mm a ≤ 1,2 mm, preferentemente de ≥ 0,9 mm a ≤ 1,1 mm, con mayor preferencia de 1 mm;

-tratamiento del conducto tubular de acero con agua, teniendo el agua preferentemente una temperatura de ≥ 10 ºC a ≤ 40 ºC, preferentemente de ≥ 20 ºC a ≤ 30 ºC, con mayor preferencia de 25 ºC.

35 6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el alargamiento de rotura del revestimiento medido a -45 ºC, es de ≥ 135 % a ≤ 400 %, preferentemente de ≥ 200 % a ≤ 300 %, con mayor preferencia de ≥ 240 % a ≤ 260 %.
7. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el revestimiento se mantiene estable en el ensayo ESCR (environmental stress crack resistance, resistencia a la fisuración bajo tensiones

40 ambientales) (FNCT a 4,0 MPa, 80 ºC) a lo largo de un intervalo de tiempo de ≥ 100 horas a ≤ 10.000 horas, preferentemente de ≥ 500 horas a ≤ 2.000 horas, y con mayor preferencia aún, de ≥ 900 horas a ≤ 1.100 horas.
8. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se reviste la superficie externa del conducto tubular de acero con por lo menos dos capas distintas, preferentemente con por lo menos tres capas y de manera preferente con al menos cuatro capas distintas.

45 9. Conducto tubular de acero que comprende por lo menos un revestimiento superficial exterior, a base de un primer polímero reticulado, comprendiendo el primer polímero reticulado HDPE reticulado con silano, y presentando el polímero reticulado un grado de reticulación de ≥ 30 % a ≤ 80 %.
10. Conducto tubular de acero de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el conducto tubular de

acero presenta un revestimiento superficial de múltiples capas, siendo una primera capa inferior una capa epoxi, 50 siendo una segunda capa intermedia una capa de agente promotor de la adherencia, siendo una tercera capa

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07-11-2014

superior una capa de HDPE con una distribución bimodal de pesos moleculares y tratándose una cuarta capa externa de una capa de HDPE reticulado con silano.
11. Conducto tubular de acero de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en el que la capa de HDPE reticulado con

silano presenta un contenido de silicio de ≥ 0,10 % en peso a ≤ 1,00 % en peso, preferentemente de ≥ 0,30 % en 5 peso a ≤ 0,40 % en peso, con mayor preferencia de ≥ 0,33 % en peso a ≤ 0,35 % en peso.
12.

Conducto tubular de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la capa de HDPE reticulado con silano presenta un alargamiento de rotura, medido a -45 ºC, de ≥ 135 % a ≤ 400 %, preferentemente de ≥ 200 % a ≤ 300 %, con mayor preferencia aún, de ≥ 240 % a ≤ 260 %.
13.

Conducto tubular de acero de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, en el que la capa de HDPE

10 reticulado con silano se mantiene estable en el ensayo de ESCR (environmental stress crack resistance, resistencia a la fisuración bajo tensiones ambientales) (FNCT a 4,0 MPa, 80 ºC) a lo largo de un intervalo de tiempo de ≥ 100 horas a ≤ 10.000 horas, preferentemente de ≥ 500 horas a ≤ 2.000 horas, y con mayor preferencia aún, de ≥ 900 horas a ≤ 1.100 horas.

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